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Aprenda sobre a gravidade do universo!

De Isabella, publicado dia 16/09/2019 Blog > Apoio Escolar > Física > Fisica Mecanica: tudo sobre gravitação universal

Muitos estudiosos, quando estudavam o sistema solar, buscavam entender como os corpos conseguiam se manter sempre em órbita. Essa pergunta que perdurou por longos anos foi respondida por dois grandes pesquisadores da física: Isaac Newton e Johannes Kepler.

Por meio da complementação dos estudos desses dois cientistas, é possível afirmar que os planetas possuem órbitas ao redor do sol e exercem uma força centrípeta para realizar trajetórias circulares. A partir disso, pode-se concluir diversas teorias sobre o sistema solar.

Por conta da sua importância para a física do universo, essa matéria tende a cair bastante no Enem. Então, vamos aprender um pouco sobre esse assunto? Confira a nossa matéria sobre gravidade do universo!

Introdução à gravitação universal

gravidade na fisica mecanica Existe uma força de atração entre os corpos chamada de gravitacional!

A lei da gravitação universal foi descoberta e criada pelo gênio da física Isaac Newton. Esse teorema afirma que existe atração entre dois corpos que possuem massa e que essa força gravitacional é atrativa e age direcionando-se para uma linha imaginária que liga os corpos.

Assim, essa teoria é utilizada para calcular a atração gravitacional que existe entre os corpos, sendo essa igual para eles, independentemente do valor de suas massas.

Através do desenvolvimento da Lei da Gravitação Universal foi possível definir o raio das órbitas planetárias, a massa e os raios dos planetas e das estrelas, os eventos astronômicos e o período de asteroides. Portanto, esses estudos cooperaram bastante com a ciência física!

Força gravitacional

movimentos da lua na física mecanica Newton estudou os movimentos da lua para conseguir desenvolver os teoremas sobre a lei gravitacional!

Quando Newton iniciou os seus estudos sobre a movimentação da Lua, ele chegou a conclusão de que a força que a lua faz para permanecer em órbita é a mesma força que a terra faz sobre os corpos que se encontram próximos a ela. Assim foi criada a Lei da Gravitação Universal.

A partir desses estudos foi desenvolvida a célebre frase: dois corpos se atraem com força proporcional às suas respectivas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que eles se encontram.

Por isso, a aceleração da gravidade varia nas proximidades do planeta Terra. Assim, a altitude do corpo que se encontra na Terra altera o valor da aceleração da gravidade como mostra a tabela a seguir:

  • Cume do Monte Everest com 8,8 quilômetros de altitude: 9,83 m/s² de aceleração de gravidade;
  • Órbita de ônibus espacial com 400 quilômetros de altitude: 8,7 m/s² de aceleração de gravidade;
  • Satélite de comunicação com 35700 quilômetros de altitude: 0,225 m/s² de aceleração de gravidade;
  • Nível com mar (com zero quilômetros de altitude): 9,83 m/s² de aceleração de gravidade;
  • Balão tripulado com 36,6 quilômetros de altitude: 9,71 m/s² de aceleração de gravidade.

Leis de Kepler

Quando o ser humano começou a fazer plantios e iniciou as suas atividades na agricultura, ele sentiu a necessidade de compreender quais são as melhores épocas durante o ano para fazer o plantio e a colheita.

Observando o céu, os povos dos períodos antigos perceberam que alguns astros realizavam movimentos regulares, fazendo com que os indivíduos pudessem ter uma noção sobre as épocas do ano.

Estudando os sistemas do universo de forma mais profunda e realizando pesquisas, alguns estudiosos concluíram que o Sol e os outros planetas giravam ao redor da Terra. Esse modelo futuramente foi dado como falho e percebeu-se que acontecia ao contrário: a Terra e os planetas giravam ao redor do Sol. Essa conclusão heliocêntrica foi descoberta por Nicolau Copérnico no século XVI.

No século XVII surgiu as ideias de Johannes Kepler. Esse estudioso descobriu a relação de movimentos entre os planetas e os astros no sistema solar, desenvolvendo três leis que até os dias atuais são utilizadas para compreender melhor os fundamentos do universo. Essas leis ficaram conhecidas com as Leis de Kepler e até os dias atuais são importantes para os estudos sobre a física gravitacional.

Primeira Lei de Kepler

sistema solar na física mecanica A lei gravitacional explica a movimentação dos planetas ao redor do Sol!

A primeira Lei de Kepler define a forma da órbita dos planetas ao redor do sol. Isso porque todos os planetas, como a terra, giram em torno do Sol de forma elíptica. As órbitas de cada planeta possuem focos da elipse, e um deles é o Sol. O ponto de maior aproximação chama-se Periélio e o de menor chama-se Afélio.

Segunda Lei de Kepler

Essa lei também é conhecida como Lei das Áreas e define que o segmento que junta o centro do Sol e um planeta varre áreas idênticas em intervalos de tempos iguais. Assim é possível afirmar que a razão entre o intervalo de tempo e a área varrida é constante. Essa razão é denominada de velocidade areolar do planeta.

Terceira Lei de Kepler

A Terceira Lei de Kepler define a relação entre as trajetórias dos planetas ao redor do Sol. Essa lei afirma que todos os planetas que participam do mesmo sistema possuem relação constante entre o quadrado do período e o cubo do raio médio durante as suas trajetórias.

Gravitação Universal e a Terceira Lei de Kepler

A Lei da Gravitação Universal foi capaz de reproduzir a equação matemática desenvolvida por Kepler, a chamada Lei Harmônica. A força da gravitação universal direciona-se para a linha imaginária que liga os dois corpos, sendo essa uma força central exercida sobre os corpos que se encontram em movimento circular.

Lei da gravitação universal

Kepler, quando fez as suas descobertas e desenvolveu as suas leis, conseguiu explicar as relações cinemáticas do sistema solar. No entanto, mesmo com bastante estudo, ele ainda não tinha pesquisas suficientes capazes de explicar os motivos pelos quais os corpos mantinham uma trajetória elíptica. A pergunta principal era: quais eram as forças exercidas sobre os planetas?

O gênio Isaac Newton posteriormente conseguiu responder a essa pergunta. Para explicar esse fenômeno, Newton inicialmente estudou a movimentação da lua, e por meio desses estudos, ele chegou a conclusão que a força que faz os corpos caírem sobre o planeta Terra é a mesma força exercida pela Terra sobre a Lua.

Posteriormente, Newton definiu essas forças como forças de gravitação. Além disso, esse gênio da física chegou a conclusão que essas mesmas forças gravitacionais são as responsáveis por manter os planetas em órbita. E, relacionando as suas teorias com as de Kepler, Newton descobriu que a intensidade dessa força depende de dois fatores: da massa dos corpos (ou melhor, a massa do planeta e a massa do Sol) e a distância entre os mesmos. É válido salientar que essa relação pode ser aplicada com qualquer outro corpo.

Assim foi desenvolvida a Lei da Gravitação Universal, salientando que dois corpos se atraem de forma mútua com forças retas que os unem.

Lenda de Newton

Reza a lenda que Newton, ao perceber o cair de uma maçã da árvore, entendeu que a Terra exercia uma força de atração sobre a fruta para que essa caísse do chão. Essa força é a mesma que existe entre a terra e a lua e entre o Sol e os planetas. Assim pode-se concluir que ocorre atração entre os corpos que possuem massa. Portanto esse é um fenômeno universal!

Assim é possível concluir que a Terra atrai os corpos que estejam próximos da sua superfície por conta da força da gravidade, assim como os outros corpos celestes.

Resumo sobre a lei gravitacional

Para entender melhor as leis gravitacionais, o ideal é resumir essa teoria para relembrar sempre que precisar. Por isso é importante acompanhar este resumo:

  • Os corpos existentes no universo se atraem mutuamente com uma força diretamente proporcional à multiplicação das massas dos corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos;
  • A descoberta, a criação e o desenvolvimento da Lei Gravitacional foram feitas pelo gênio Isaac Newton. Esse físico descobriu a existência dos raios das órbitas dos astros. Além disso, Newton conseguiu explicar a teoria empírica de Johannes Kepler que define o raio da órbita de corpos que se atraem a partir da força gravitacional;
  • A Lei da Gravitação Universal é determinada a partir da Constante de Gravitação Universal.

Física e enem

estudar física mecanica Estude física mecanica para obter uma excelente nota no Enem!

Você sabia que a física e enem andam juntos? Essa matéria é bastante cobrada nas questões do Enem, e por isso é necessário dar muita atenção para ela. Então, estude bastante o que é física e fórmulas de física enem.

A matéria mais cobrada por esse vestibular é a de física mecanica. Normalmente, essa linha de estudo é cobrada relacionando as suas teorias aos acontecimentos do cotidiano, tornando o entendimento da fisica facil.

Por isso, as questões de física no enem normalmente cobram as matérias relacionando-as com o dia a dia. Então, preste atenção o seu redor e tente comparar as teorias, os tipos de movimentos física e outros acontecimentos do cotidiano para perceber que a física acontece a todo momento, até mesmo quando você liga um carro.

Leia o nosso resumo quantas vezes for preciso, preste atenção nas aulas e foque na matéria de física mecanica, pois dessa forma você conseguirá obter uma excelente nota no Enem!

 

 

 

 

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