Explicamos o que são campos gravitacionais e como sua intensidade é medida. Além disso, exemplos de campo gravitacional.
O que é um campo gravitacional?
O campo gravitacional ou campo gravitacional é denominado o conjunto de forças que representa, na física , o que comumente chamamos de força da gravidade : uma das quatro forças fundamentais do universo . A força gravitacional é uma força atrativa entre objetos massivos.
De acordo com a lógica de campos gravitacionais, a presença de um M de massa corporal gerado no espaço em torno de um campo de forças gravitacionale s que podem alterar o caminho de objetos maciços sob sua influência.
De fato, se outro corpo de massa M se aproximar do campo gravitacional de M, notaremos que seu movimento é alterado pela força da gravidade . E, segundo a teoria da relatividade, até o próprio tempo seria afetado por essas forças, distorcendo-o e dando origem a singularidades como buracos negros, objetos astronômicos cujos campos gravitacionais são tão fortes que nem mesmo a luz pode escapar deles.
Os campos gravitacionais foram por muitos anos eminentemente teóricos por natureza , entendidos pela física clássica (newtoniana) como um campo vetorial e pela física relativística como um campo tensorial de segunda ordem, mas a descoberta em 2016 das ondas gravitacionais pelos cientistas do experimento LIGO parecem lançar uma nova luz sobre este assunto.
Veja também: Sistema Solar
Intensidade do campo gravitacional
A intensidade dos campos gravitacionais ou, ainda assim, a aceleração da gravidade (ou simplesmente gravidade) é representada na física clássica pelo símbolo ge como um campo de vetores, ou seja, de linhas dotadas de sentido e direção .
É comumente definido como a força por unidade de massa que uma determinada partícula experimentará na presença de uma distribuição de massa. Geralmente é expresso em Newtons por quilograma (N / kg).
A fórmula para seu cálculo, então, seria:
g = lim m → 0 F / m , onde m seria uma massa experimental e F a força gravitacional agindo sobre ela.
Potencial gravitacional
O potencial gravitacional de um campo gravitacional é, na mecânica newtoniana, uma magnitude escalar que é medida em joules por quilograma (J / kg) e que é definida como a quantidade de trabalho por unidade de massa necessária para transportar um corpo a uma velocidade constante de infinito até um certo ponto no campo gravitacional em questão.
O potencial gravitacional é calculado com base na seguinte fórmula:
V = – GM / r , onde V é o potencial gravitacional, G é a constante gravitacional universal e r é a distância do ponto onde queremos calcular o potencial até a posição da massa M.
Exemplos de campo gravitacional
Um exemplo perfeito de campo gravitacional é o do Sistema Solar , no qual os planetas orbitam ao redor do Sol , atraídos pelas forças gravitacionais de sua massa.
Outro exemplo é o campo gravitacional da Terra , aquele gerado pelo planeta Terra ao seu redor e que podemos apreciar cada vez que jogamos um objeto no solo . A massa da Terra é de aproximadamente 5974 x 10 24 kg, o que gera um campo gravitacional notável ao seu redor.
Sabe-se que a gravidade da Terra é maior ou menor que 9,8 N / kg, ou seja, uma aceleração de 9,8 m / s em direção ao centro da Terra. Este valor pode variar ligeiramente dependendo da localização geográfica, mas presumir que seja constante em toda a superfície da Terra é uma boa aproximação.
Além disso, o campo gravitacional será mais intenso nas proximidades da superfície da Terra do que nas camadas externas da atmosfera .
