Contenido
- La fuerza de la gravedad
- El efecto del movimiento perpendicular
- Fuerza centrípeta
- Órbitas circulares y no circulares
En el mundo cotidiano, la gravedad es la fuerza que hace que los objetos caigan hacia abajo. En astronomía, la gravedad también es la fuerza que hace que los planetas se muevan en órbitas casi circulares alrededor de las estrellas. A primera vista, no es obvio cómo la misma fuerza puede dar lugar a comportamientos aparentemente diferentes. Para ver por qué es así, es necesario comprender cómo una fuerza externa afecta a un objeto en movimiento.
La fuerza de la gravedad
La gravedad es una fuerza que actúa entre dos objetos. Si un objeto es significativamente más masivo que el otro, entonces la gravedad atraerá al objeto menos masivo hacia el más masivo. Un planeta, por ejemplo, experimentará una fuerza que lo empujará hacia una estrella. En el caso hipotético donde los dos objetos son inicialmente estacionarios uno con respecto al otro, el planeta comenzará a moverse en la dirección de la estrella. En otras palabras, caerá hacia la estrella, tal como sugeriría la experiencia cotidiana de la gravedad.
El efecto del movimiento perpendicular
La clave para comprender el movimiento orbital es darse cuenta de que un planeta nunca es estacionario en relación con su estrella, sino que se mueve a gran velocidad. Por ejemplo, la Tierra viaja a aproximadamente 108,000 kilómetros por hora (67,000 millas por hora) en su órbita alrededor del sol. La dirección de este movimiento es esencialmente perpendicular a la dirección de la gravedad, que actúa a lo largo de una línea desde el planeta hasta el sol. Mientras que la gravedad tira del planeta hacia la estrella, su gran velocidad perpendicular lo lleva de lado alrededor de la estrella. El resultado es una órbita.
Fuerza centrípeta
En física, cualquier tipo de movimiento circular se puede describir en términos de fuerza centrípeta, una fuerza que actúa hacia el centro. En el caso de una órbita, esta fuerza es proporcionada por la gravedad. Un ejemplo más familiar es un objeto girado en el extremo de un trozo de cuerda. En este caso, la fuerza centrípeta proviene de la cadena misma. El objeto se tira hacia el centro, pero su velocidad perpendicular lo mantiene en movimiento en círculo. En términos de física básica, la situación no es diferente del caso de un planeta que orbita una estrella.
Órbitas circulares y no circulares
La mayoría de los planetas se mueven en órbitas aproximadamente circulares, como consecuencia de la forma en que se forman los sistemas planetarios. La característica esencial de una órbita circular es que la dirección del movimiento siempre es perpendicular a la línea que une el planeta con la estrella central. Sin embargo, este no tiene que ser el caso. Los cometas, por ejemplo, a menudo se mueven en órbitas no circulares que son altamente alargadas. Tales órbitas todavía pueden explicarse por la gravedad, aunque la teoría es más complicada que para las órbitas circulares.