El Cañón Orbital

En su primera publicación, en 1687, Newton elabora su teoría sobre la ley de gravitación universal. Allí describe que todas las partículas ejercen una fuerza que la gravedad, siendo afectada por la masa y la distancia, universalmente comanda los movimientos de todas las cosas, desde la lluvia en la Tierra a la órbita de los planetas. Más tarde A. Einstein actualizaría algunos detalles en la visión de Newton partiendo de una base moderna pero sólida, para así comprender mejor la gravedad.

Para probar esta teoría, Newton inventó el cañón orbital en un experimento muy simple en el que, en teoría, se busca demostrar que un objeto orbita a otro. Dependiendo de la cantidad de pólvora que se le coloque a un cañón, al ser disparado, la bala puede caer nuevamente a la superficie de la Tierra o flotar en el espacio exterior.

Para un sistema de sólo dos cuerpos que se influyen únicamente por la gravedad, sus órbitas pueden ser calculadas mediante las leyes del movimiento de Newton y la ley de la gravitación universal: la suma de las fuerzas será igual a la masa por su aceleración; la gravedad es proporcional a la masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (este cálculo desprecia pequeños efectos como la forma y dimensiones de los cuerpos, que no son relevantes si los cuerpos orbitan a distancias razonablemente grandes comparadas con sus propias dimensiones, y asimismo se ignoran efectos relativistas también muy pequeños en las circunstancias habituales del sistema solar).

Para realizar los cálculos, es conveniente describir el movimiento en un sistema de coordenadas que esté enfocado en centro de gravedad del sistema. Si uno de los cuerpos es mucho más masivo que el otro, el centro de gravedad prácticamente coincidirá con el centro del cuerpo más pesado, por lo que se puede decir que el cuerpo más ligero orbita alrededor el más pesado. La teoría newtoniana predice que en un problema de dos cuerpos, la órbita de un cuerpo es una sección cónica. La órbita puede ser abierta, si el objeto nunca regresa, o cerrada, si regresa, dependiendo de la suma total de energía cinética y potencial del sistema. En el caso de una órbita abierta, la velocidad en cualquier posición de la órbita es al menos la de la velocidad de escape para esa posición; en una órbita cerrada, es siempre menor.

Una órbita abierta tiene forma de hipérbola si la velocidad es mayor que la velocidad de escape, o de parábola, si la velocidad es exactamente igual a la velocidad de escape. Los cuerpos se aproximan durante un momento, luego sus trayectorias se curvan una respecto a la otra en el momento que su aproximación es la más cercana y luego se separan para siempre.

Una órbita cerrada tiene forma de elipse. En el caso especial de que el cuerpo orbitante se encuentre siempre a la misma distancia del centro, también tiene forma de círculo. De otra manera, el punto donde el objeto se encuentra más cerca de la Tierra se denomina perigeo, o periastro cuando orbita alrededor de otro cuerpo que no es la Tierra. De forma similar, el punto en el que se encuentra más alejado de la Tierra se llama apogeo, o apoastro si no orbita sobre la Tierra. Una línea dibujada desde el periastro al apoastro es la línea de los ápsides: este es el eje mayor de la elipse.

Los cuerpos orbitantes en órbitas cerradas repiten su trayectoria en un período constante. Este movimiento es descrito por las leyes empíricas de Kepler, que pueden ser derivadas matemáticamente desde las Leyes de Newton. Estas leyes son:

1. La órbita de un planeta alrededor del Sol es una elipse, con el Sol en uno de sus focos. Por tanto, la órbita yace en un plano, denominado plano orbital. El punto de la órbita más cercano al cuerpo atrayente es el periastro. El punto más alejado se denomina apoastro. Existen nombres específicos para cuerpos determinados: los objetos que orbitan alrededor del Sol tienen perihelio y afelio, los objetos que orbitan alrededor de la Tierra tienen perigeo y apogeo.
2. Mientras los planetas se mueven alrededor de su órbita durante una cantidad de tiempo fija, la línea desde el Sol al planeta barre una área constante del plano orbital, sin importar en qué parte de la órbita se encuentra el planeta en ese período. Esto significa que un planeta se mueve más rápido cuando se acerca a su perihelio que cuando lo hace a su afelio, debido a que en la distancia menor se necesita barrer un arco mayor para cubrir el mismo área. La ley se suele resumir como "áreas iguales a tiempos iguales".
3. Para cada planeta, la relación entre el cubo de su semieje mayor con respecto al cuadrado del período es un valor constante para todos los planetas.

 

 

Comentario: Este invento en lo personal es de mucha importancia es acerca de la ley de gravitación universal, esto me lleva a comprender como un objeto gravita a otro. en base a todo esto se puede llegar a la conclusión que la suma de las fuerzas será igual a la masa por su aceleración; la gravedad es proporcional a la masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Este invento a la vez no se usa convenientemente ya que también puede dañarnos como seres humanos, puesto que se utiliza en guerras y diversas cosas.

 

Espero les sea de mucha ayuda esta información.