5.2: Campo gravitacional

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La región alrededor de un cuerpo gravitatorio (con la que me refiero simplemente a una masa, que atraerá a otras masas en su vecindad) es un campo gravitacional. A pesar de que he usado las palabras “alrededor” y “en sus proximidades”, el campo de hecho se extiende hasta el infinito. Todos los cuerpos masivos (y por “masivo” me refiero a cualquier cuerpo que tenga la propiedad de la masa, por poco que sea) están rodeados por un campo gravitacional, y todos nosotros estamos inmersos en un campo gravitacional.

Si una partícula de masa de prueba\(m\) se coloca en un campo gravitacional, experimentará una fuerza (y, si se libera y no se somete a fuerzas adicionales, se acelerará). Esto nos permite definir cuantitativamente lo que queremos decir con la fuerza de un campo gravitacional, que es meramente la fuerza experimentada por la unidad de masa colocada en el campo. Utilizaré el símbolo\(\textbf{g}\) para el campo gravitacional, de manera que la fuerza\(\textbf{F}\) sobre una masa\(m\) situada en un campo gravitacional\(\textbf{g}\) sea

\[\textbf{F} = m \textbf{g}. \label{5.2.1} \tag{5.2.1}\]

Se puede expresar en newtons por kilogramo,\(\text{N kg}^{-1}\). Si trabajas las dimensiones de\(g\), verás que tiene dimensiones\(\text{LT}^{−2}\), para que pueda expresarse de manera equivalente en\(\text{m s}^{−2}\). En efecto, como se señala en la sección 5.1, la masa\(m\) (o de hecho cualquier otra masa) se acelerará a una velocidad\(g\) en el campo, y la fuerza de un campo gravitacional es simplemente igual a la velocidad a la que se acelerarán los cuerpos colocados en él.

Muy a menudo, en lugar de usar la expresión “fuerza del campo gravitacional” voy a usar solo “el campo gravitacional” o tal vez la “fuerza de campo” o incluso solo el “campo”. Estrictamente hablando, el “campo gravitacional” significa la región del espacio que rodea una masa gravitatoria más que la fuerza del campo, pero espero que, cuando no estoy hablando estrictamente, el contexto lo deje claro.