10/01/2019

A Lei da Gravitação Universal de Newton

O Homem sempre observou o céu noturno desde o nascer da história. Inicialmente os pontos de luz que viam no céu contra a abóbada celeste (estrelas) pareciam aleatórios, mas com o passar do tempo, foram identificando padrões, o que hoje conhecemos como constelações. Com o passar do tempo, perceberam que algumas estrelas se comportavam diferentes das outras, vagando pelo céu, o que depois ficou comprovado que eram planetas (do grego, aquele que vaga).

Hiparco (190 a.C. - 120 a.C.), por exemplo, catalogou a posição e magnitude de cerca de 850 estrelas sem o uso de qualquer instrumento artificial e ainda descobriu que o Sol não está sempre na mesma posição do zodíaco quando ocorrem os equinócios, sendo esta sua maior descoberta científica.

Conforme as observações avançavam, os astrônomos precisavam de ferramentas e instrumentos mais sofisticados, tais como astrolábios, sextantes e muito mais tarde, lunetas. Paralelamente as teorias sobre astronomia também iam se desenvolvendo e um ponto crucial na história da astronomia foi a formulação das Leis de Kepler e da Lei da Gravitação Universal de Isaac Newton.

Newton respondeu a uma questão que estava sem resposta: "Que espécie de força o Sol exerce sobre os Planetas obrigando-os a movimentarem-se de acordo com as Leis descobertas por Kepler?".

A lei da gravitação universal de Newton

Como se lê:

A força gravitacional é igual à constante gravitacional multiplicada pelo quociente entre o produto das massas e o quadrado da distância entre os corpos.


O que diz?

Determina a força de atração gravitacional entre os corpos em termos de suas massas e a distância entre eles.

Em outras palavras, Newton descobriu que a força de atração gravitacional é proporcional ao produto entre as massas dos corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Ou ainda, a força de atração entre dois corpos é maior quanto maior forem suas massas e diminui rapidamente quanto mais distante os corpos estiverem um do outro.


Por que é importante?

Apesar da simplicidade da fórmula, pode ser aplicada em corpos que interagem por meio da força gravitacional, seja em nosso sistema solar ou além dele.

A validação da lei da gravitação além do sistema solar foi dada por William Herschel e seu filho John, quando descobriram que as estrelas não eram fixas, observando vários movimentos estelares e inúmeras estrelas duplas, como Siruis B girando em torno de Sirius A, que é a estrela mais visível, verificando claramente uma elipse kepleriana e que a Lei da Gravitação de Newton permanece válida mesmo a 8,7 anos-luz da Terra.


Quais foram as consequências?

Foi possível prever eclipses com maior precisão, órbitas planetárias, órbitas de cometas, como o Halley, por exemplo, que retorna a cada 72 anos, além da rotação de galáxias. Permitiu  lançamento de satélites artificiais, como os utilizados para GPS ou para comunicação, sondas interplanetárias, veículo em Marte, telescópios, como o Hubble. Determinação da massa da Terra, do Sol ou de outros planetas.

A constante $G$ tem um valor muito pequeno e não foi descoberto por Newton. Somente algum tempo depois em 1797, Henry Cavendish, através de um experimento em laboratório, encontrou numericamente seu valor com precisão de $1\%$:
$$
G = 6,67428 \times 10^{-11}\ \frac{Nm^2}{kg^2}
$$

Leia o artigo Como nasce uma fórmula matemática no blog do Professor Edigley Alexandre.

Referências:

  • 17 equações que mudaram o mundo - Ian Stewart

Links para este artigo:


Veja mais:

COMO REFERENCIAR ESSE ARTIGO: Título: A Lei da Gravitação Universal de Newton. Publicado por Kleber Kilhian em 10/01/2019. URL: . Leia os Termos de uso.


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2 comentários:

  1. Eu tenho um aluno que está doidinho pelas aulas sobre esse tema. Sempre me chama no facebook falando de Física. Ah se todos fossem assim. Curiosos.

    Abraço, meu amigo!

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. O tema é fascinante mesmo. Acho que história das ciências deveria ser parte do currículo escolar, para despertar a curiosidade nos alunos.

      Um abraço!

      Excluir

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