Explicamos qué son los campos gravitatorios y cómo se mide su intensidad. Además, ejemplos de campo gravitatorio.

campos gravitacionales
La Luna orbita nuestro planeta por las fuerzas gravitacionales de la masa de la Tierra.

¿Qué es un campo gravitatorio?

Llamamos campo gravitatorio o campo gravitatorio el conjunto de fuerzas que representa, en física, lo que comúnmente llamamos la fuerza de la gravedad: una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo. La fuerza gravitacional es una fuerza atractiva entre objetos masivos.

Según la lógica de los campos gravitatorios, la presencia de un cuerpo de masa M genera en el espacio a su alrededor un campo de fuerzas gravitacionalesS que puede alterar la trayectoria de objetos masivos bajo su influencia.

De hecho, si otro cuerpo de masa M se acerca al campo gravitatorio de M, notaremos que su movimiento es alterado por la fuerza de la gravedad. Y, según la teoría de la relatividad, incluso el propio tiempo se vería afectado por estas fuerzas, distorsionándolo y dando lugar a singularidades como los agujeros negros, objetos astronómicos cuyos campos gravitatorios son tan fuertes que ni siquiera la luz puede escapar.

Campos gravitacionales han sido durante muchos años de naturaleza eminentemente teórica, entendida por la física clásica (newtoniana) como un campo vectorial, y por la física relativista como un campo tenso de segundo orden, pero el descubrimiento en 2016 de ondas gravitacionales por los científicos en el experimento LIGO parece estar arrojando nueva luz sobre este asunto.

Vea también: Sistema Solar

Intensidad de campo gravitacional

Fórmula del campo gravitacional
La intensidad se define generalmente como la fuerza por unidad de masa.

La intensidad de los campos gravitatorios o, que es lo mismo, la aceleración de la gravedad (o simplemente la gravedad) está representado en la física clásica por el símbolo G y como un campo de vectores, es decir, líneas con dirección y dirección.

Generalmente se define como la fuerza por unidad de masa que experimentará una partícula dada en presencia de una distribución de masa. Se expresa generalmente en los neutonios por kilogramo (N/kg).

Por lo tanto, la fórmula para su cálculo sería:

g - lim m→0 F/m, donde m sería una masa de prueba y F sería la fuerza gravitacional que actúa sobre ella.

Potencial gravitatorio

El potencial gravitatorio de un campo gravitatorio es, en mecánica newtoniana, un magnitud escalar medida en julio por kilogramo (J/kg) y que se define como la cantidad de trabajo por unidad de masa requerida para transportar un cuerpo a una velocidad constante de infinito a un punto dado en el campo gravitatorio en cuestión.

El potencial gravitatorio se calcula sobre la base de la siguiente fórmula:

V = – GM/r, donde V es el potencial gravitatorio, G es la constante de gravedad universal y r es la distancia entre el punto donde queremos calcular el potencial a la posición de la masa M.

Ejemplos de campos gravitacionales

Campo gravitatorio - Sistema Solar
Un campo gravitatorio son las fuerzas de los planetas que orbitan alrededor del Redentor del Sol.

Un ejemplo perfecto de un campo gravitatorio es el del sistema solar, en el que planetas orbitan alrededor del Sol, atraídos por las fuerzas gravitacionales de su masa.

Otro ejemplo es el campo gravitatorio de la Tierra, la que genera el planeta Tierra a su alrededor y que podemos apreciar cada vez que dejamos caer un objeto al suelo. La masa de la Tierra es de unos 5974 x 1024 kg, generando así un notable campo gravitatorio a su alrededor.

Se sabe que la gravedad de la Tierra es de más o menos 9,8 N/kg, es decir, una aceleración de 9,8 m/s hacia el centro de la Tierra. Este valor puede fluctuar al menos dependiendo de la ubicación geográfica, pero asumirlo constante en toda la superficie de la Tierra es una muy buena aproximación.

Además, el campo gravitatorio será más intensoe cerca de la superficie de la Tierra que en las capas externas de la atmósfera.