Alguns corpos no universo se atraem mutuamente pela ação da gravidade

Por que será que não saímos voando por aí? Por que não sentimos a rotação da Terra? Essas perguntas e outras relacionadas a este assunto podem ser respondidas pela existência da força peso (P) e da aceleração gravitacional (g).

A força peso é a força que existe sobre todos os corpos, sendo exercida pelo campo gravitacional da Terra, no nosso caso. É a força de atração que o centro dos planetas, estrelas e outros astros exercem sobre os corpos que estão no seu campo gravitacional.

Essa força peso existe para qualquer corpo em um campo gravitacional. Ela é o resultado da relação entre a massa de cada corpo ou objeto e a aceleração da gravidade do campo gravitacional que está inserido.

Assim a fórmula da força peso, na sua representação matemática, fica assim:

P = m . g (em módulo)

Onde,

P = Peso (N)

m = Massa (kg)

g = Aceleração da Gravidade (m²)

É importante se ressaltar que a massa de um corpo é constante, ou seja não muda. E a unidade de medida utilizada na força peso é o Newton (N) ou o Kg.m². Dessa maneira, como a aceleração gravitacional na terra é de 9,8 m², um corpo com 1 kg de massa terá 9,8 N de peso.

Aceleração da gravidade

A aceleração gravitacional é, de maneira simplista, a aceleração que um corpo de massa extremamente maior (planetas, luas, estrelas, entre outros) aplica sobre um outro corpo. Isso ocorre pelo alto valor da massa apresentada por esses astros.

No exemplo da Terra, todo corpo que entra no campo gravitacional do nosso planeta tem a sua velocidade variada por passar a sofrer a aceleração gravitacional da Terra. Isso ocorre, segundo Isaac Newton, por conta do peso do corpo estar sempre dirigido para o centro da Terra.

Isaac Newton também teorizou sobre a Lei da Gravitação Universal. Essa lei afirma que dois corpos, que possuem massa, se atraem mutuamente. E, essa força de atração é proporcional às massas dos corpos envolvidos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa:

F = G. m1.m2/d²        

Onde:

F = Força de atração

G = Constante de gravitação universal

m1 = Massa do corpo 1

m2 = Massa do corpo 2

d = Distância entre os planetas

Dicas Enem

Para você que vai prestar o Enem, fique atento a essa questão que já caiu na prova e a outro exercício sobre o assunto:

1.(ENEM) O peso de um corpo é uma grandeza física:

a) que não varia com o local onde o corpo se encontra
b) cuja unidade é medida em quilograma
c) caracterizada pela quantidade de matéria que o corpo encerra
d) que mede a intensidade da força de reação de apoio
e) cuja intensidade é o produto da massa do corpo pela aceleração da gravidade local.

Resposta: letra E. Pelo fato de a fórmula da força peso ser “P = m.g”  o seu resultado é derivado da relação entre a massa do corpo (m) e a aceleração da gravidade do local (g).

2. Qualquer lugar próximo à superfície da Terra tem aceleração gravitacional de valor muito próximo a 9,8 m/s2. Determine o valor do peso de uma pessoa cuja massa é igual a 60 kg.

a) 522 N
b) 588 N
c) 59 N
d) 60 N
e) 688 N

Resposta: Letra B.

P= m.g
P= 60 x 9,8
P= 588 N

Em suma, a força peso e a aceleração da gravidade existem em todos os campos gravitacionais do universo. E elas são as responsáveis por todos os objetos caírem no chão, como a maçã caiu na cabeça do Newton.

A força gravitacional é uma força atrativa que surge entre todos os corpos com massa. O planeta Terra, por exemplo, é capaz de atrair os corpos ao seu redor em direção ao seu centro por causa de seu campo gravitacional.

O que é a força gravitacional?

Geralmente a força gravitacional é muito pequena e só pode ser percebida nos casos em que pelo menos um dos corpos possui uma massa muito grande, como a massa de uma estrela ou de um planeta. Neste exato momento, você está sendo atraído por todos os objetos ao seu redor, mas essas forças são tão fracas que você não percebe. Se você tentar pular o mais alto que conseguir, mesmo que se esforce muito, não conseguirá passar de uma determinada altura simplesmente porque a Terra puxa você constantemente para baixo. Podemos dizer que:

A força de atração gravitacional depende das massas dos corpos envolvidos. Quanto maior a massa, maior será a força de atração existente entre eles.

Ninguém sabe de fato qual é a origem da força gravitacional, somente entendemos o seu funcionamento: quanto mais distantes estiverem os corpos, menor será a força de atração entre eles. Todavia, mesmo distantes, a força de atração entre o Sol e todos os planetas do Sistema Solar é suficiente para mantê-los em órbitas regulares.

Quando os planetas estão em órbita em torno do Sol (o mesmo vale para a Lua orbitando a Terra), eles estão “caindo” em direção ao Sol, mas como as suas velocidades orbitais são muito grandes e fazem um ângulo de 90º com a força gravitacional, suas distâncias em relação ao Sol permanecem aproximadamente constantes, sofrendo somente pequenas variações.

A aceleração da gravidade foi observada e estudada por diversos cientistas, como GalileuGalilei e Isaac Newton, ao longo dos séculos. No entanto, foi Newton quem conseguiu calcular pela primeira vez a força de atração gravitacional entre dois corpos por meio da Lei da Gravitação Universal.

Gravidade terrestre

A força da gravidade é capaz de acelerar os corpos em direção uns aos outros. Essa aceleração é chamada de gravidade. Ao nível do mar, a gravidade terrestre é de aproximadamente 9,8 m/s² (metros por segundo ao quadrado), ou seja, qualquer corpo solto a essa altura é atraído em direção ao centro da Terra com uma velocidade que aumenta em 9,8 m/s a cada segundo de queda, ou seja, quanto maior for o tempo que um corpo levar para cair, maior será a sua velocidade no momento em que ele chegar ao solo. Assim, se não levarmos em conta o atrito com o ar, todos os corpos que caem ao nível do mar possuem a sua velocidade aumentada em aproximadamente 9,8 metros por segundo a cada segundo.

Peso x Massa

A força gravitacional com a qual a Terra atrai todos os corpos ao seu redor é chamada de força peso ou simplesmente peso. Cuidado: quando nos referimos à quantidade de matéria que compõe algum corpo, fazemos referência à massa, e não ao peso. É importante não confundir esses conceitos, já que o peso é a força gravitacional que um corpo é capaz de exercer em qualquer outro corpo que tenha massa. A massa é apenas uma quantidade de matéria, geralmente medida em gramas ou quilogramas, por exemplo, contida em um corpo.

Curiosidades

• A força gravitacional que a Lua faz sobre a Terra é suficiente para arrastar a água do mar e formar as marés;

• Mesmo a 150 milhões de quilômetros de distância, a força de atração gravitacional do Sol é suficientemente forte para manter a Terra presa em sua órbita;

• Os buracos negros são os corpos celestes que apresentam os maiores valores de gravidade conhecidos no Universo;

• Por ter uma massa muito menor que a massa da Terra, a Lua possui sua gravidade cerca de cinco vezes menor, valendo aproximadamente 1,6 m/s²;

• Sem a sua gravidade, a Terra não teria atmosfera, e tudo o que se encontra fixo na superfície terrestre estaria simplesmente “flutuando” pelo espaço vazio.

É verdade que a atração gravitacional entre dois corpos aumenta com a distância entre eles?

Qual a força da gravidade no Universo?

Como dois corpos se atraem?

O que estabelece a Lei da Gravitação Universal?