Dibujo tomado del libro de Newton “El sistema del mundo”,

“Si consideramos los movimientos de los proyectiles podremos entender fácilmente que los planetas pueden ser retenidos en ciertas órbitas mediante fuerzas centrípetas; pues una piedra proyectada se va apartando de su senda rectilínea por la presión de su propio peso y obligada a describir en el aire una curva, cuando en virtud de la sola proyección inicial habría debido continuar dicha senda recta, en vez de ser finalmente atraída al suelo; y cuanto mayor es la velocidad con la cual resulta ser proyectada más lejos llega, antes de caer a tierra. Podemos por eso suponer que la velocidad se incremente hasta que la piedra describa un arco de 1, 2, 5, 10, 100, 1000 millas antes de caer, de forma que al final, superando los límites de la Tierra, pasará al espacio sin tocarla…

En la figura, se representa las curvas que un cuerpo describiría si fuese proyectado en dirección horizontal desde la cima de una alta montaña a más y más velocidad. Puesto que los movimientos celestes no son prácticamente retardados por la pequeña o nula resistencia de los espacios donde tienen lugar, supongamos, para conservar la analogía de los casos, que en la Tierra no hubiera aire, o al menos que éste está dotado de un poder de resistencia nulo o muy pequeño.

Entonces, por la misma razón que un cuerpo proyectado con menos velocidad describe el arco menor y, proyectado con más velocidad, un arco mayor, al aumentar la velocidad, terminará por llegar bastante más allá de la circunferencia de la Tierra, retornando a la montaña desde la que fue proyectada.

Y puesto que las áreas descritas por el movimiento del radio trazado desde el centro de la Tierra son proporcionales a su tiempo de descripción, su velocidad al retornar a la montaña no será menor que al principio, por lo que reteniendo la misma velocidad, describirá la misma curva una y otra vez, obedeciendo a la misma ley”.

EXPLICACION DEL TEXTO

Es la más extraña de las fuerzas de la naturaleza posiblemente. Al propio Newton, preguntado por su teoría y dijo: “No significa nada. La teoría te dice cómo se mueve un cuerpo, no por qué”.

Newton reflexionó sobre el hecho de que los cuerpos pesaban en la Tierra, la manzana que caía verticalmente a la tierra. Estos fenómenos de la física terrestre los identificó con los de la física celeste en los que los astros giraban en torno a otros astros (la Luna en torno a la Tierra, la Tierra y los demás planetas en torno al Sol, y así todos) y se imaginó que había una fuerza universal (que actuaba en todos lados) que hacía que los cuerpos se atrajeran entre sí. Esta fuerza se manifestaría tanto en la atracción de un cuerpo por la Tierra – su peso- como en la atracción entre cuerpos del Sistema Solar (y de todo el universo) que les hace girar unos en torno a los otros. La llamó “fuerza de gravitación universal” o “gravedad”.

ACTIVIDAD

  1. Realizar la lectura del texto
  2. Estudiar la Gravitación según Newton (mediante explicación del profesor
  3. Desarrollar el experimento de la Piedra girando con una honda para experimentar las fuerzas que aparecen en el movimiento circular. A la finalización, discutir brevemente identificando dichas fuerzas.
  4. Buscar en Internet algún recurso didáctico en el que se explique el movimiento de los planetas en el sistema solar y las variaciones de velocidad en el giro de una masa respecto de otra, dependiendo del valor de las masas y de la distancia entre ellas, de acuerdo con la ecuación de Newton.

OBJETIVOS

  • Investigar la capacidad de los alumnos de alcanzar un determinado nivel de abstracción en la comprensión del mundo que les rodea y del que adolecen en su propia vida cotidiana
  • Conocer un concepto fundamental de la historia de la física y percatarse de los saltos teóricos en teorías y fundamentos que no podían explicarse anteriormente: Kepler, Galileo,… como parte esencial para comprender el desarrollo de teorías posteriores
  • Probar la eficacia de experimentos sencillos, realizados con materiales accesibles, que ayuden en la introducción de geometrías no euclidianas.
  • Integrar en el imaginario del alumno la terminología relativa a conceptos de la física terrestre y celeste.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

  1. Considerar la fuerza gravitatoria como responsable del peso de los cuerpos, de los movimientos orbitales y de los diferentes niveles de agrupación en el universo
  2. Saber cuantificar y cualificar la magnitud de dichas fuerzas de atracción gravitatoria, considerando los cambios de masa, distancias entre los centros de los cuerpos y velocidades.

Referencias bibliográficas

Hernández M.. Fuerza y Movimiento. Revista Española de Física, Vol 10, nº 2, 1996, págs. 44-51.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/kepler4/kepler4.html

http://www.iac.es/cosmoeduca/gravedad/index.html

Anuncios