Gravidade

Rafael C. Asth

Professor de Matemática e Física

Gravidade ou gravitação é uma força que regula os objetos em repouso. As conclusões sobre a existência da força da gravidade resultam da pesquisa de Isaac Newton(1642 – 1727) sendo aperfeiçoadas pelos estudos de Albert Einstein (1879 – 1955).

Conforme os relatos históricos, Newton, ao observar uma maçã cair da árvore, concluiu que se a fruta e todos os outros corpos são atraídos para Terra sem que tenham qualquer velocidade inicial, a Terra deveria ter uma força de atração que os obrigassem a cair em sua direção.

Esta é a mesma que mantém a Lua em órbita ao redor da Terra. O mesmo ocorre com o Sol que exerce a força de atração para manter a Terra e os demais planetas ao seu redor.

Newton concluiu a existência de uma força de atração mútua entre todos os corpos, a qual dependeria de suas massas. Em 1666, Newton foi o primeiro a perceber a lei fundamental que seria básica para a compreensão de vários fenômenos, antes inexplicáveis, que ocorrem no universo: a gravitação universal.

Força da Gravidade

Ao formular a lei da gravidade, Newton considerou a gravitação e aceleração como coisas distintas. Albert Einstein, 300 anos depois, demonstrou que ambos os fenômenos são aspectos diferentes do mesmo fenômeno.

A explicação da Física clássica de Newton para a gravidade, resolve e explica o comportamento dos corpos e seus movimentos sob a ação de um campo gravitacional. Segundo esta teoria os corpos se atraem mutuamente devido suas massas e o objeto com a maior massa, possui maior capacidade de atração.

Assim, massa inercial é a resistência que um objeto oferece a qualquer alteração de seu estado, e massa gravitacional é a propriedade que um objeto tem de atrair outros.

A primeira calcula-se descobrindo a quantidade de energia necessária para dar certa aceleração a um objeto; a segunda se avalia pensando o objeto na superfície da Terra.

A relação entre as duas é proporcional: quanto maior a massa, maior a energia necessária para mudar seu estado de repouso e movimento.

Já no século XX, Albert Einstein revisita e atualiza esta teoria com suas ideias sobre a relatividade restrita e geral. A ideia principal é que aceleração é gravidade. Ele desenvolveu o conceito de espaço-tempo, onde o tempo também é uma dimensão e corpos com grande massa deformam este espaço. Segundo esta teoria o movimento dos corpos é devido a esta deformação.

Leia também Força Gravitacional.

Lei da Gravitação Universal

A Física clássica e a explicação de Newton, permitem calcular a intensidade com que os corpos são afetados na presença de outros, proporcionalmente a suas massas.

A mais extraordinária de suas leis foi a da gravitação universal, quando Newton provou que cada partícula de matéria atrai outras partículas de matéria.

Não é só a Terra que puxa para seu centro a maçã da árvore, mas também a maçã puxa a Terra.

Segundo a gravitação universal, o módulo da força da gravidade é dado por:

Onde:
F é a intensidade da força, medida em Newtons;
G é a constante da gravitação universal e vale ;
m1 e m2 são as massas dos corpos;
d é a distância entre eles.

Essa lei aplica-se a todos os planetas. O Sol puxa, ou atrai a Terra, esta atrai a Lua, e a Lua atrai a Terra. Newton mostrou que a força entre os corpos depende de sua massa, assim como da proximidade deles.

Gravidade da Terra

A aceleração da gravidade é demonstrada pela notação g e o valor aproximado é de 9,80665 m/s². O valor é aproximado porque a Terra não é uma esfera perfeita e há pontos na superfície onde a gravidade varia.

Gravidade dos Planetas

A massa é diretamente proporcional à gravidade. Assim, quanto maior a massa, maior a gravidade exercida. Essa é a lógica para compreender a gravidade dos planetas.

A gravidade também influência no peso. A força da gravidade faz com que o peso seja alterado de planeta para planeta. Já a massa é constante em todo o Universo.

Gravidade na Lua

Como a Lua é bem menor que a Terra, sua força de gravidade também é menor, logo os corpos são atraídos com menor força para a superfície lunar. Na prática, significa que lá, esses corpos pesam menos que na Terra.

A ação gravitacional da Lua e do Sol atua sobre a Terra, associada ao movimento de rotação desses corpos celestes, produzindo movimentos periódicos nos mares e oceanos.

A esses movimentos dá-se o nome de maré astronômica. A periodicidade da maré e sua magnitude variam de lugar para lugar em todo o Planeta.

Movimento das Marés

No Brasil, a maré enche duas vezes por dia e esvazia duas vezes. Há lugares onde a maré sobe e desce apenas uma vez por dia; e outros que a maré varia dependendo da época do mês.

Em geral, os lugares onde a maré sobe e desce só uma vez por dia estão situados em latitudes acima de 50 graus norte e sul.

O ponto mais alto da maré cheia chama-se preamar, e o mais baixo baixamar. A diferença entre esses dois pontos chama-se amplitude da maré.

As marés de maior amplitude, chamadas de maré forte, ocorrem perto dos dias de Lua Nova e Lua Cheia; e as marés de menores amplitudes ocorrem perto dos dias de Lua de Quarto crescente e Quarto minguante. Isso demonstra que as oscilações das marés se devem à ação da Lua e do Sol.

Aprenda mais sobre peso e massa.

Rafael C. Asth

Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.