Uma das quatro forças fundamentais da natureza
A gravidade é responsável por definir o peso dos objetos e fazer com que eles caiam no chão após serem soltos. Ela é uma das quatro forças fundamentais da natureza, as outras são o eletromagnetismo, força fraca e força forte.
Issac Newton foi um dos primeiros responsáveis pelas pesquisas sobre o tema e o criador das Leis da Gravitação Universal. Posteriormente, Albert Einstein ampliou o conceito com seus estudos sobre a Teoria da Relatividade.
Conheça abaixo os principais conceitos e leis que envolvem a gravidade.
Contexto Histórico
A teoria em vigor no tempo de Aristóteles explicava que corpos de massas diferentes caiam com velocidades diferentes se jogados da uma mesma altura. Galileu Galilei corrigiu essa ideia ao realizar uma experiência e observar que objetos com massas diferentes tinham acelerações iguais se partissem de um mesmo ponto.
Foi, no entanto, com a pesquisa realizada por Isaac Newton que os estudos de Galileu se confirmaram. Segundo a história, Newton descansava em um campo quando observou uma maçã cair de uma árvore. Ele concluiu que, assim como a fruta, todos os corpos são atraídos por uma força da Terra. Foi a partir disso que Newton começou a estudar a existência de uma lei fundamental que explicasse diversos fenômenos que ocorriam no universo. Esse estudo deu origem a Lei de Gravitação Universal.
A força da gravidade do sol atrai os outros planetas para a sua órbita. (Imagem: Pixabay)
Leis de Newton
As leis de Newton ajudaram a entender a força da gravidade e as leis do movimento. Segundo a primeira lei de Newton (princípio da inércia), um corpo em repouso continuará em repouso se nenhuma força for aplicada sobre ele. O contrário também pode acontecer, ou seja, um objeto em movimento permanecerá em movimento até que uma força o faça mudar.
A segunda lei de Newton (princípio fundamental da dinâmica) indica que uma força é diretamente proporcional ao produto da massa de um corpo por sua aceleração. A fórmula desta lei é representada por:
F = m . a
Em que,
F = força resultante, dada em Newton (N)
m = massa do corpo, dada em kg)
a = aceleração, dada em m/s²
Já a terceira lei de Newton (princípio da ação e reação) explica que para toda ação existe uma reação com a mesma intensidade de força e direção, mas em sentido contrário.
Lei de Gravitação Universal
Foi a lei da Gravitação Universal de Newton, entretanto, a responsável por demonstrar que cada partícula do universo realiza atração às outras partículas. Assim, o sol atrai os planetas em sua órbita, a Terra atrai a lua e também todos os corpos próximos.
Pelos estudos de Newton ficou claro que as forças possuem módulo, sentido e direção, e que suas grandezas são vetoriais. Assim, a força de atração gravitacional é diretamente proporcional ao produto das massas e diretamente proporcional ao quadrado da distância que sapara dois corpos.
O conceito é representado pela fórmula:
Fórmula da lei de gravitação universal.
Sendo,
F = Força de interação gravitacional (N)
G = Constante de gravitação universal (G = 6,67 x 10 – 11 N.m²/kg²)
M = Massa do maior corpo (kg)
m = Massa do menor corpo (kg)
d = Distância entre os corpos (m)
Ao aproximar esta equação com a terceira lei de Newton percebe-se que os corpos devem realizar atração mutuamente para que exista equilíbrio entre eles. Desta forma, a Terra deve atrair a lua ao mesmo tempo em que a lua deve atrair a Terra com a mesma direção, intensidade e sentido contrário.
Definição Moderna de Gravidade
Os estudos sobre a gravidade ganharam outras proporções com o desenvolvimento da física moderna. A teoria geral da relatividade de Einstein explica que o fenômeno se relaciona com a curvatura criada pela presença de objeto massivo no espaço. Ou seja, ela é consequência da curvatura no espaço-tempo que estão regulando o movimento dos corpos inertes.
Gravidade da Terra e da Lua
A gravidade da Terra é apresentada como g e se refere a aceleração que o planeta transfere aos objetos próximos a ele. Como a Terra não é uma esfera perfeita, o seu valor aproximado é de 9,80665 m/s².
A lua é um astro menor que a Terra, por isso a sua força gravitacional é menor e equivale, aproximadamente, a um sexto do campo gravitacional do planeta. Ou seja, a gravidade da lua é de 1,62 m/s².