Explicamos o que são os campos gravitacionais e como sua intensidade é medida. Além disso, exemplos de campo gravitacional.
O que é um campo gravitacional?
O conjunto de forças que representa, na física, um campo gravitacional é denominado campo gravitacional. 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 dos campos gravitacionais, A presença de um corpo de massa M gera um campo de forças gravitacionais no espaço ao seu redor.é que pode alterar a trajetória de objetos massivos sob sua influência.
Na verdade, se outro corpo de massa M se aproximar do campo gravitacional de M, notaremos que o 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 os buracos negros, objetos astronômicos cujos campos gravitacionais são tão fortes que nem mesmo a luz consegue escapar deles.
Os campos gravitacionais foram por muitos anos de natureza eminentemente teóricaentendido pela física clássica (newtoniana) como um campo vetorial, e pela física relativística como um campo tensorial de segunda ordem, mas a descoberta em 2016 de ondas gravitacionais pelos cientistas do experimento LIGO parece lançar uma nova luz sobre este assunto.
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Intensidade do campo gravitacional
A intensidade dos campos gravitacionais ou, em outras palavras, a aceleração da gravidade (ou simplesmente gravidade) É representado na física clássica pelo símbolo g e como campo de vetores, isto é, de linhas dotadas de significado 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 seria então:
g = limite m→0 F/monde m seria uma massa de teste e F a força gravitacional agindo sobre ela.
Potencial gravitacional
O potencial gravitacional de um campo gravitacional é, na mecânica newtoniana, um magnitude escalar medida em joules por quilograma (J/kg) e que é definido como a quantidade de trabalho por unidade de massa necessária para transportar um corpo a uma velocidade constante do infinito até um determinado ponto do campo gravitacional em questão.
O potencial gravitacional é calculado com base na seguinte fórmula:
V = –GM/ronde V é o potencial gravitacional, G é a constante de gravitação universal er 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 o solatraído 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 deixamos cair um objeto no chão. A massa da Terra é aproximadamente 5974 x 1024 kg, o que gera um campo gravitacional notável ao seu redor.
Sabe-se que a gravidade da Terra é mais ou menos 9,8 N/kg, ou seja, uma aceleração de 9,8m/s em direção ao centro da Terra. Este valor pode flutuar ligeiramente dependendo da localização geográfica, mas assumir que seja constante em toda a superfície da Terra é uma aproximação muito boa.
Além disso, o campo gravitacional será mais intenso nas proximidades da superfície da Terra do que nas camadas externas da atmosfera.