quinta-feira, 12 de abril de 2018

Qual a diferença entre aceleração da gravidade e campo gravitacional?

O valor da aceleração devida exclusivamente à gravidade de uma partícula sob a ação de um campo gravitacional é exatamente a intensidade do campo gravitacional. Se, todavia, se tratar de um corpo extenso, então já não é. Da mesma forma que o centro de gravidade e o centro de massa coincidem quando se está em um campo gravitacional uniforme. Como os campos gravitacionais nunca são uniformes, pois eles sempre possuem gradiente, os centros de gravidade e de massa só coincidem se o corpo for uma partícula. Por definição o campo gravitacional (conceito não relativístico) em um ponto é a razão entre a força de gravidade experimentada por uma partícula (com módulo, direção e sentido) e a massa gravitacional da partícula. Pelo princípio da equivalência a massa inercial é igual à massa gravitacional, portanto a aceleração da partícula, que é a razão da força resultante que atua sobre ela (e que no caso é a força de gravidade, por ser a única) e a massa inercial, sendo assim igual ao campo gravitacional. Já para um corpo extenso não é. Em geral a força gravitacional é chamada de "peso", mas, rigorosamente não é. O peso é a reação à força de apoio exercida por algo que suporte um corpo, sem considerar o suporte do empuxo exercido pelo fato do corpo estar mergulhado em um fluido. Se o corpo estiver acelerado e dentro de um fluido, o peso será diferente da força de gravidade. No caso do apoio ser feito por uma superfície, o peso será a reação à força de contato com a superfície. Mas pode ser que o corpo esteja pendurado por um cabo e, então, o peso será a reação à força de tração que o cabo vai exercer sobre o corpo. Por isso é que se diz que um astronauta em órbita dentro de uma nave está sem peso, mesmo estando sujeito à gravidade da Terra. É que ele não sofre apoio por nada da nave, uma vez que tanto ele quanto a nave estão com a mesma aceleração centrípeta em torno da Terra.

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