Conceptos Fundamentales de Gravitación y Electromagnetismo: Leyes y Aplicaciones

Superficies Equipotenciales

Las superficies equipotenciales se forman al unir los puntos donde el potencial gravitatorio tiene el mismo valor. Estas superficies presentan las siguientes características:

• Son perpendiculares a las líneas de campo en cualquier punto.
• El trabajo realizado por el campo gravitatorio para trasladar una masa de un punto a otro de la misma superficie equipotencial es nulo.
• El potencial toma el mismo valor en los puntos situados a la misma distancia de la masa.

Ley de Gravitación Universal

La ley de gravitación universal establece que dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Las fuerzas gravitatorias tienen las siguientes características:

• La dirección del vector fuerza es la de la recta que une las masas.
• Las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas.
• Son fuerzas a distancia.
• Siempre se presentan a pares.

Energía Potencial

Un campo de fuerzas es conservativo si el trabajo que realizan las fuerzas del campo para trasladar una partícula de un punto A a otro punto B depende de los puntos inicial y final, pero no del camino seguido.

Campo Gravitatorio

El campo gravitatorio es la perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener masa. La intensidad de campo gravitatorio en un punto del espacio es la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto.

La energía potencial gravitatoria de una masa *m* en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la masa *m* desde dicho punto hasta el infinito.

Ley de Lenz

La Ley de Lenz establece que el sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce. Se induce una corriente eléctrica cuando hay una variación del flujo magnético a través del conductor.

Ley de Faraday-Henry (Lenz)

La Ley de Faraday-Henry, también conocida como Ley de Faraday-Lenz, describe la inducción electromagnética. Cuando hay inducción electromagnética, se habla de fuerza electromotriz inducida, cuya fuente es el inductor. La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la velocidad con que varía el flujo magnético a través de dicho circuito, cambiada de signo. Podemos calcular la intensidad conociendo su resistencia eléctrica.

Leyes de Kepler

Las Leyes de Kepler describen el movimiento de los planetas alrededor del Sol:

1. Primera Ley: Todos los planetas describen órbitas elípticas con el Sol situado en uno de los focos.
2. Segunda Ley: La recta que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. La velocidad de los planetas es mayor cuanto más cerca del Sol están.
3. Tercera Ley: El cuadrado del período del movimiento de un planeta es directamente proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol.