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Entender g como el valor del campo gravitacional de la Tierra cerca de la superficie

Transcripción del video

lo que quiero hacer en este vídeo es ver las dos maneras de interpretar esta minúscula que ya hemos visto en varias ocasiones que los libros de textos se las van a presentar como menos 9.81 metros por segundo al cuadrado y 9.81 metros por segundo al cuadrado hacia el centro de la tierra en este caso la cantidad negativa significa o indica la dirección hacia donde ocurre esta fuerza es hacia abajo y probablemente la forma más típica de interpretar este valor es la aceleración aceleración debida a la gravedad de vida ala gravedad cerca de la superficie de la tierra para un objeto y eso es lo que nos vamos a enfocar en este vídeo para un objeto en caída libre y la razón por la que hago énfasis en esta última parte es que imagínense y de hecho ustedes conocen muchos objetos que se encuentran cerca de la superficie de la tierra pero que no están en caída libre por ejemplo yo estoy cerca de la superficie de la tierra pero no estoy en caída libre lo que sucede conmigo en este momento es que estoy sentada en una silla esta es mi silla y aquí estoy yo sentada muy tranquilamente le dibujó las patitas a la silla y esta silla soporta todo mi peso de hecho es por eso que tengo las piernas aquí dibujadas suspendidas en el aire no tocando el suelo así que esa soy yo y qué está pasando en este momento si yo estuviera en caída libre estaría acelerando hacia el centro de la tierra a 9.81 metros por segundo al cuadrado pero lo que está sucediendo aquí es que toda la fuerza debida a la gravedad toda la fuerza debida a la gravedad está siendo compensada por completo por la fuerza normal de la superficie de la silla hacia mis pantalones así que esta va a ser mi fuerza normal y voy a expresar ambos como vectores que eso es lo que son vectores así que la fuerza neta en esa situación mi fuerza neta aquí es igual a 0 sobre todo en la dirección vertical y debido a que esta fuerza net es igual a cero yo no me estoy acelerando hacia el centro de la tierra por lo tanto no estoy en caída libre y debido a que este menos 9.81 metros por segundo al cuadrado sigue siendo relevante en mi situación y hablaré sobre ello en un momento pero insisto no estoy en caída libre otra forma de interpretar esto es no como la aceleración debida a la gravedad cerca de la superficie de la tierra para un objeto en caída libre una forma más general de interpretar esto es el campo gravitatorio de la tierra y realmente es la aceleración promedio aceleración promedio ya que está cambia ligeramente sobre la superficie de la tierra pero esta otra forma de interpretarlo es el campo promedio de gravitación en la superficie de la tierra vamos a escribir esta otra interpretación en este tono el campo campo gravitatorio gravitatorio promedio promedio y en un momento hablaremos de lo que significa campo en el contexto de la física el campo gravitatorio promedio en la superficie superficie de la tierra tierra esto es un poco abstracto pero nos ayuda a pensar en cómo se relaciona en este escenario cuando tenemos objetos que no están en caída libre cuando hablamos de un campo en el contexto de la física es algo que asocia una cantidad a cada punto en el espacio esto es una cantidad para a cada punto cada punto en él espacio y puede ser una cantidad de escalar en cuyo caso le llamaremos un campo escalar o podría ser una cantidad vectorial en el cual se tendría una cantidad y una dirección para cada punto en el espacio en cuyo caso estaríamos tratando con un campo vectorial y la razón por la que estamos llamando a esto un campo cerca de la superficie de la tierra es porque si ustedes me proporcionan una masa aquí sabemos que la masa está dada en kilogramos que se encuentra cerca de la superficie de la tierra y digamos que esta masa de aquí es de 10 kilogramos podemos usar g para calcular la fuerza real que la gravedad está teniendo sobre este objeto en este punto en el espacio por ejemplo si esto tiene una masa de 10 kilogramos y eso de aquí es la superficie de la tierra y aquí tuviéramos el centro de la tierra aquí tendríamos asociada una cantidad vectorial cuya dirección es hacia el centro de la tierra y cuya magnitud va a ser la masa del objeto muy y cada por g minúscula y podríamos tomar este valor ya que estamos especificando la dirección 9.81 metros por segundo al cuadrado hacia el centro de la tierra y en este caso esto sería igual a 10 kilogramos por 9.81 metros por segundo al cuadrado lo que es igual a 98.1 aunque esta cantidad está redondeada es en realidad un número aproximado entonces esto es 98.1 kilogramos por metro / segundo al cuadrado y esto es la unidad de la fuerza esto es igual a 98.1 newtons y esto podría no estar en caída libre y es por eso que este eje es relevante aún en situaciones cuando no tenemos una caída libre que nos da la fuerza por unidad de masa de la gravedad en un objeto cerca de la superficie de la tierra y este campo lo que nos da es fuerza fuerza entre masa así que si ustedes me dan una masa cerca de la superficie de la tierra ya sea que esté en caída libre o no lo esté si multiplicamos esa masa por g ya que nos está dando fuerza por masa tendremos la fuerza de gravedad actuando sobre ese objeto cerca de la superficie de la tierra esté o no en caída libre así que es por eso importante esta distinción sobre todo cuando nos están dando la gravedad así y pueden pensar que esto no es relevante en esta situación que no hay caída libre pero si es relevante obviamente aquí no pueden decir que mi aceleración cuando estoy yo sentada en esta silla es de 9.81 metros por segundo al cuadrado hacia el centro de la tierra ya que yo no me estoy acelerando recuerden que esto no es sólo una aceleración así que a esto no podemos llamarlo solamente aceleración aunque es cierto que cuando tenemos un objeto en caída libre y está saque de la superficie de la tierra y si no tenemos resistencia al aire si la fuerza neta en realidad es la fuerza de gravedad entonces eso sí sería la aceleración del objeto pero eso sigue siendo relevante aún para los objetos que no se encuentran en caída libre y conocemos a muchos de ellos y sabemos incluso que los objetos en caída libre no se encuentran mucho tiempo en caída libre eventualmente caerán y darán contra algo pero sabemos que esta analogía en realidad es relevante para todos los objetos que se encuentran cerca de la superficie de la tierra nos dice la fuerza por la masa y podríamos estar tentados a llamarle a esto siempre una aceleración ya que estas unidades son las de la aceleración pero cuando estamos hablando en términos del campo gravitatorio va a seguir siendo la misma cantidad va a seguir siendo esto seguirá teniendo las mismas unidades la misma magnitud e irá hacia la misma dirección solo es una manera diferente de ver esto aquí está como aceleración en caída libre y aquí está como campo gravitatorio algo que multiplicamos por la masa para encontrar la fuerza debida a la gravedad