25 de Jan. de 2025 | Rafaela Botelho
O que exatamente é a Gravidade?
Bem, essa resposta depende da perspectiva física que estamos analisando. Por exemplo, a definição mais simples é a da física clássica, onde a gravidade é considerada uma força de atração, e é uma grandeza vetorial. Já na física moderna essa definição ganha mais complexidade, onda a gravidade é definida por Einstein como uma deformação no espaçotempo causado pela presença de massa!
Vamos analisar a definição mais simples e mais usada, a da física clássica: a primeira imagem que vem a mente pode ser a famosa maçã caindo na cabeça do cientista Isaac Newton enquanto ele está sentado na sombra de uma árvore. Nas famosas leis de Newton, a gravidade é uma força apenas de atração, e que depende da massa de dois ou mais corpos e da distância entre eles. Aqui podemos visualizar a gravidade a partir da Lei da Gravitação Universal de Newton, geralmente usada para analisar a atração e movimento entre a Terra e outros astros, como o Sol ou a Lua, além de ser ela que nos mantém na superfície do planeta, sem que fiquemos flutuando pelo espaço .
Uma observação importante é que os estudos da gravidade são anteriores a Newton, e surgiram dos questionamentos dos antigos filósofos sobre o movimento dos planetas e das estrelas do nosso sistema, baseado nas observações do céu e do movimento dos astros. Foi com as observações e modelos de seus antecessores que Newton elaborou uma explicação matemática da gravidade (a Lei da Gravitação Universal), baseando-se nos estudos de Galileu e nas leis de Kepler do modelo heliocêntrico. Podemos aprofundar isto em outra hora, mas a ênfase agora é o que envolve a gravidade e quais os elementos para sua formulação matemática. Podemos abreviar esse cálculo em três elementos: 1. Todos os corpos do universo atraem-se mutuamente com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado de sua distância; (isso já define a maior parte da lei). 2. A Constante de Gravitação Universal tem módulo igual a 6,67408.10-11 N.m²/kg²; (tem que ter sempre uma constante em física né?!). 3. O módulo da força de atração é a mesma em todos os corpos, mudando apenas o sentido do vetor força, que é representado por um vetor.
Valor a fórmula matemática para descobrir a força de atração da gravidade e o conceito de cada valor:
Fg – módulo da força de atração gravitacional, medida em newton (N)
G – constante de gravitação universal (6,6.10-11 N.kg²/m²)
M – massa gravitacional ativa (kg) – representa o corpo com maior massa;
m – massa gravitacional passiva (kg) – representa o corpo com menor massa;
d² – distância entre as massas ao quadrado (m²)
Desafio
Agora que já vimos a definição, vamos a um desafio: calcular a Força gravitacional entre a Terra e o Sol! Use os dados de massa e distância, além da fórmula.
Simulador Virtual
Para explorar visualmente como isso funciona, pode-se usar o simulador Phet, no link ao lado (https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_pt_BR.html) . Este simulador virtual possui duas opções de manuseio: Modelo e Escalar. Na opção Modelo, pode-se observar o movimento do Sol em relação à Terra e a Lua, e o movimento da Lua em relação à Terra. Experimente e explore