5. Campo gravitatorio
1.Campos de fuerza
- Denominamos campo de fuerzas a la correspondencia unívoca entre cada punto del espacio y una fuerza, es decir, a cada punto del espacio le corresponde una fuerza.
- Existen tanto campos vectoriales (el campo gravitatorio g, campo eléctrico E, campo magnético B), como campos escalares (la temperatura).
- Se dice que un campo de fuerzas es consecutivo si el trabajo realizado por la fuerza del campo a lo largo de un camino cerrado es 0.
- Se dice que un campo es estacionario cuando mantiene constante su valor a lo largo del tiempo.
a)Líneas de campo: las líneas de campo o líneas de fuerza son líneas imaginarias y son la representación gráfica de los campos de fuerza. Cada línea indica el camino que seguiría una masa de prueba colocada en dicho punto.
-Propiedades de líneas de campo:
1-Las líneas de campo tienen la misma dirección y sentido que el vector de campo.
2-El número de líneas es proporcional a la intensidad del campo.
3-Las líneas de campo no pueden cortarse entre sí.
4-Las líneas del campo gravitatorio nacen en el infinito y terminan en el centro e la masa
2.Campo gravitatorio
Se dice que existe un campo gravitatorio en una región del espacio si una masa m colocada en un punto de esa región experimenta una fuerza gravitatoria.
El campo gravitatorio es un campo central, ya que está dirigido hacia el punto donde se encuentra la masa que lo crea y, además, el campo gravitatorio terrestre es conservativo y estacionario.
Los campos quedan determinados en cada punto por dos magnitudes características. La 1º es la intensidad de campo y la 2º es el potencial.
1º Intensidad del campo gravitatorio en un punto: se define como la fuerza que ejerce el campo sobre la unidad de masa colocada en dicho punto.
Deducimos entonces:
-La intensidad del campo gravitatorio depende de la masa de quien lo crea y no de la masa del objeto atraído.
-A todo punto des espacio que rodea a un planeta le corresponde un valor de g cuyo módulo mide la aceleración que tomaría un objeto colocado en dicho punto.
-El valor de g no es constante, depende de la altitud.
-La dirección del vector g es la recta que une el objeto con el centro del planeta y su sentido apuntando hacia el centro.
- Variación de la intensidad del campo gravitatorio terrestre con la distancia.
Tenemos tres casos: en al superficie, en el exterior y en el interior:
-En la superficie o en el exterior:
-En el interior:
PAU 3- pág. 116
2ºPotencial del campo gravitatorio en un punto: el potencial gravitatorio en un punto A de un campo, es el trabajo realizado para trasladar la unidad de masa desde el infinito hasta dicho punto.
Conclusiones:
-El potencial (va) siempre es negativo.
-El potencial es una magnitud escalar.
-A cada punto le corresponde un potencial.
-A todos los puntos que tienen el mismo potencial forman la superficie equipotencial.
-Las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a las líneas de campo.
- Diferencia de potencial gravitatorio entre dos puntos:
Se define como el trabajo realizado para trasladar la unidad de masa desde un punto hasta otro.
*Campo gravitatorio:
Intensidad:
Potencial:
*Flujo gravitatorio: representa el número de líneas de campo que atraviesan una superficie.
