Quando a NASA envia foguetes ao espaço, eles têm que lidar com muito mais do que apenas treinamento de astronautas, cargas de combustível , e um objetivo geral da missão. Os astrofísicos que planejam viagens espaciais também precisam lidar com as leis fundamentais da física. O principal deles é a lei da gravitação universal de Sir Isaac Newton.
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- O que é a Lei da Gravitação Universal de Newton?
- Qual é a história da lei da gravitação universal?
- Quais são algumas aplicações da lei da gravitação universal?
- Saiba mais sobre a DivaDiscover de Chris Hadfield
O que é a Lei da Gravitação Universal de Newton?
A lei da gravitação universal de Newton afirma que dois corpos no espaço se atraem com uma força proporcional às suas massas e à distância entre eles. Para objetos grandes orbitando um ao outro - a lua e a Terra, por exemplo - isso significa que eles realmente exercem uma força perceptível um sobre o outro. Pode parecer que a lua está orbitando uma Terra relativamente estática, mas na verdade a lua e a Terra estão girando em torno de um terceiro ponto entre elas. Esse ponto é denominado baricentro.
De acordo com os termos da lei de Newton, cada objeto no universo atrai todos os outros objetos com uma força mensurável (por menor que seja). A força é:
levantamento terra com halteres
- Diretamente proporcional ao produto das massas de dois objetos
- Inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os objetos
Este princípio pode ser expresso na equação: F = G mM / r ^ 2
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Dentro desta equação:
- F é a magnitude da força
- m é a massa do objeto menor
- M é a massa do objeto maior
- r é a distância entre os centros de massa dos objetos
- G é a constante gravitacional
Qual é a história da lei da gravitação universal?
Sir Isaac Newton foi o primeiro cientista a articular especificamente o conceito de força gravitacional, e seus escritos detalhavam como a atração gravitacional afeta a queda de objetos e os movimentos de corpos celestes.
No entanto, Newton pegou carona nas observações e teorias de outros matemáticos e físicos, incluindo: Max Kepler; Robert Hooke; Edmund Halley; e Christopher Wren.
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Mais de 100 anos depois que Newton publicou seu trabalho, o físico inglês Henry Cavendish articulou o conceito de constante gravitacional G . Entre outras coisas, o trabalho de Cavendish ajudou a estabelecer um valor preciso para a massa total da Terra. (Ao usar a equação de Newton para medir os efeitos gravitacionais da Terra em um objeto terrestre, M representaria a massa da Terra e m representaria a massa do objeto terrestre.)
Chris Hadfield ensina exploração espacial Dra. Jane Goodall ensina conservação Neil deGrasse Tyson ensina pensamento científico e comunicação Matthew Walker ensina a ciência de um sono melhorQuais são algumas aplicações da lei da gravitação universal?
A lei da gravitação universal se aplica a muitos tópicos da ciência moderna. Esses tópicos incluem:
- Marés (criadas pela atração gravitacional da lua na Terra)
- A interação entre dois objetos terrestres
- A interação entre um objeto terrestre e a própria Terra
- Astrofísica, incluindo como os corpos celestes exercem força uns sobre os outros e sobre objetos muito menores, como naves espaciais.
Para uma espaçonave orbitando ou deixando a Terra, uma vez que a massa da espaçonave em relação à Terra é pequena, a nave não exerce muita força na Terra. A principal implicação para o voo espacial é que a força da gravidade na nave diminui à medida que a distância entre a nave e a Terra aumenta. Na verdade, a força diminui rapidamente, pois é dividida pela distância ao quadrado.
Saiba mais sobre a exploração espacial na DivaDiscover do ex-astronauta Chris Hadfield.
