Gravidade

A gravidade, ou gravitação, é uma das forças fundamentais do universo. Neste artigo, discutimos isso em três partes:

  1. O sentido cotidiano: a força que provoca a queda de objetos no chão
  2. As leis de Newton: como a gravidade mantém o Sistema Solar e a maioria dos principais objetos astronômicos juntos
  3. A teoria da relatividade geral de Einstein: o papel da gravidade no universo

Alguns físicos pensam que a gravidade é causada por gravitons, mas ainda estão inseguros.

Conceito artístico da Sonda de Gravidade B orbitando a Terra para medir o espaço-tempo, uma descrição tetradimensional do universo incluindo altura, largura, comprimento e tempo.
Conceito artístico da Sonda de Gravidade B orbitando a Terra para medir o espaço-tempo, uma descrição tetradimensional do universo incluindo altura, largura, comprimento e tempo.

História da teoria gravitacional

Galileu

De acordo com um de seus alunos, Galileu fez um famoso experimento sobre a gravidade onde deixou cair bolas da Torre de Pisa. Mais tarde, ele rolou as bolas para baixo inclinando-se. Com estes experimentos, Galileu mostrou que a gravitação acelera todos os objetos na mesma velocidade, independentemente do peso.

Kepler

Johannes Kepler estudou o movimento dos planetas. Em 1609 e 1616 ele publicou suas três leis que regem a forma de suas órbitas e sua velocidade ao longo dessas órbitas, mas não descobriu por que eles se moviam dessa forma.

Newton

Em 1687, o matemático inglês Isaac Newton escreveu o Principia. Neste livro, ele escreveu sobre a lei do quadrado inverso da gravitação. Newton, seguindo uma idéia há muito discutida por outros, disse que quanto mais próximos os dois objetos estiverem um do outro, mais a gravidade os afetará.

As leis de Newton foram usadas mais tarde para prever a existência do planeta Netuno com base nas mudanças na órbita de Urano, e novamente para prever a existência de outro planeta mais próximo do Sol do que Mercúrio. Quando isso foi feito, soube-se que sua teoria não era totalmente correta. Estes erros em sua teoria foram corrigidos pela teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. A teoria de Newton ainda é comumente usada para muitas coisas porque é mais simples e precisa o suficiente para muitos usos.

Equilíbrio dinâmico

Por que a Terra não cai no Sol? A resposta é simples, mas muito importante. É porque a Terra que se move em torno do Sol está em um equilíbrio dinâmico. A velocidade do movimento da Terra cria uma forçacentrífuga que equilibra a força gravitacional entre o Sol e a Terra. Por que a Terra continua girando? Porque não há força para pará-la.

A primeira lei de Newton: "Se um corpo está em repouso, ele permanece em repouso ou se está em movimento, ele se move na mesma velocidade até que seja acionado por uma força externa".

Há uma espécie de analogia entre força centrífuga e força gravitacional, o que levou ao "princípio da equivalência" da relatividade geral.

Sem peso

Em queda livre, o movimento de um objeto equilibra a atração da gravidade sobre ele. Isto inclui estar em órbita.

A lei da gravitação universal de Newton.
A lei da gravitação universal de Newton.

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