Gravedad
La gravedad es la interacción fundamental por la que los cuerpos con masa se atraen entre sí, y rige las caídas, las mareas y las órbitas.
La gravedad es la interacción fundamental por la que los cuerpos con masa se atraen entre sí. Es la responsable de que los objetos caigan hacia el suelo, de que la Luna orbite alrededor de la Tierra y de que los planetas giren en torno al Sol. Es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales, pero la única que domina a escala cósmica.
¿Qué es la gravedad?
Toda masa atrae a las demás. La fuerza gravitatoria nunca es repulsiva y tiene alcance infinito, aunque disminuye rápidamente con la distancia. Se nota en la Tierra porque nuestro planeta tiene una masa enorme, de unos 5,97 × 10²⁴ kg.
Dos teorías la describen. Para Newton (1687) era una fuerza que actúa a distancia entre masas, descrita por la ley de gravitación universal. Para Einstein (1915), en la relatividad general, no es una fuerza en sentido clásico: la masa y la energía curvan el espacio-tiempo, y los cuerpos siguen las trayectorias más rectas posibles en ese espacio curvado. La teoría de Newton sigue siendo excelente para casi todas las aplicaciones cotidianas y para enviar sondas; la de Einstein es imprescindible cerca de objetos muy masivos y para el GPS.
Fórmula y unidades
La fuerza gravitatoria entre dos masas puntuales es:
con G = 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² (constante de gravitación universal), m₁ y m₂ las masas en kilogramos y r la distancia entre sus centros en metros. La fuerza se mide en newtons (N). Es una ley de la inversa del cuadrado: si se duplica la distancia, la fuerza se reduce a la cuarta parte.
En la superficie de un astro de masa M y radio R, la aceleración de la gravedad es:
Para la Tierra resulta unos 9,8 m/s²; el valor normal convencional es 9,80665 m/s². Varía ligeramente con la latitud y la altitud: es algo mayor en los polos que en el ecuador.
| Astro | g en superficie (m/s²) |
|---|---|
| Luna | 1,62 |
| Mercurio | 3,70 |
| Marte | 3,71 |
| Venus | 8,87 |
| Tierra | 9,81 |
| Júpiter | 24,8 |
| Sol | 274 |
Gravedad, peso y masa
La masa es la cantidad de materia de un cuerpo y no cambia de un lugar a otro. El peso es la fuerza con la que la gravedad atrae a ese cuerpo: P = m·g. Un astronauta tiene la misma masa en la Tierra y en la Luna, pero pesa unas seis veces menos en la Luna. En órbita no deja de haber gravedad: lo que se produce es caída libre, y de ahí la sensación de ingravidez.
Historia
- Galileo (siglos XVI-XVII) mostró que, sin rozamiento, todos los cuerpos caen con la misma aceleración.
- Newton unificó la caída de una manzana y el movimiento de la Luna en una única ley.
- Cavendish (1798) midió con una balanza de torsión la constante G y permitió estimar la masa de la Tierra.
- Einstein (1915) propuso la relatividad general.
- En 2015 el observatorio LIGO detectó por primera vez ondas gravitacionales, anunciadas en 2016, producidas por la fusión de dos agujeros negros.
Efectos y aplicaciones
- Órbitas: satélites, planetas y galaxias se mantienen unidos por la gravedad; véase órbita.
- Mareas: la atracción diferencial de la Luna y el Sol sobre los océanos.
- Formación de estrellas y planetas: la gravedad hace colapsar las nubes de gas.
- Ingeniería: diseño de estructuras, presas, ascensores y trayectorias de cohetes.
Ejercicios resueltos
1. Calcula el peso de una persona de 70 kg en la Tierra (g = 9,8 m/s²) y en la Luna (g = 1,62 m/s²).
En la Tierra: P = 70 · 9,8 = 686 N. En la Luna: P = 70 · 1,62 ≈ 113 N.
2. ¿Con qué fuerza se atraen dos masas de 1 000 kg separadas 1,0 m?
F = G·m₁·m₂/r² = 6,674 × 10⁻¹¹ · 1 000 · 1 000 / 1² = 6,7 × 10⁻⁵ N, una fuerza minúscula. Por eso la gravedad solo es apreciable con masas astronómicas.
3. ¿Cuánto vale g a 400 km de altura (órbita de la Estación Espacial Internacional)? Usa g₀ = 9,81 m/s² y R = 6 371 km.
g = g₀ · (R / (R + h))² = 9,81 · (6 371 / 6 771)² ≈ 8,7 m/s². Es casi el 90 % de la gravedad en superficie.
¿Qué es la gravedad en palabras sencillas?
Es la atracción que ejercen entre sí todos los cuerpos con masa. Cuanta más masa tienen y más cerca están, más intensa es la fuerza.
¿Hay gravedad en el espacio?
Sí. La gravedad se extiende por todo el espacio. Los astronautas flotan porque están en caída libre alrededor de la Tierra, no porque la gravedad desaparezca.
¿Cuál es la diferencia entre gravedad y peso?
La gravedad es la interacción o aceleración que provoca la atracción; el peso es la fuerza resultante sobre un cuerpo concreto, igual a su masa por g.
¿Por qué todos los objetos caen con la misma aceleración?
Porque la fuerza gravitatoria es proporcional a la masa, pero la aceleración que produce es inversamente proporcional a ella, así que la masa se cancela. Sin rozamiento del aire, una pluma y un martillo caen igual.
¿Qué dice Einstein sobre la gravedad?
Que no es una fuerza en sentido clásico, sino la curvatura del espacio-tiempo provocada por la masa y la energía.
Referencias
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. Fundamentos de física. Wiley.
- Feynman, R. P. Lectures on Physics, vol. I. Addison-Wesley.
Véase también: fuerza de gravedad y campo gravitatorio.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Gravedad». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/gravedad/
