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Massa e peso

Antes de entrarmos no assunto da gravidade e como ela atos, é importante entender a diferença entre peso e massa.

Freqüentemente usamos os termos “massa” e “peso” alternadamente em nossa fala diária, mas para um astrônomo ou físico são coisas completamente diferentes. A massa de um corpo é uma medida de quanta matéria ele contém. Um objeto com massa possui uma qualidade chamada inércia. Se você sacudir um objeto como uma pedra em sua mão, perceberá que é preciso um empurrão para fazê-lo se mover e outro para detê-lo novamente. Se a pedra está em repouso, ela deseja permanecer em repouso. Depois de colocá-lo em movimento, ele quer continuar se movendo. Essa qualidade ou “lentidão” da matéria é sua inércia. Massa é uma medida de quanta inércia um objeto exibe.

O peso é totalmente diferente Cada objeto no universo com massa atrai todos os outros objetos com massa. A quantidade de atração depende do tamanho das massas e da distância entre elas. Para objetos de tamanho diário, essa atração gravitacional é muito pequena, mas a atração entre um objeto muito grande, como a Terra, e outro objeto, como você, pode ser facilmente medido. Como? Tudo o que você precisa fazer é subir em uma escala! As escalas medem a força de atração entre você e a Terra. Esta força de a atração entre você e a Terra (ou qualquer outro planeta) é chamada de seu peso.

Se você estiver em uma espaçonave distante entre as estrelas e colocar uma balança embaixo de você, a escala será zero. Seu peso é zero. Você não tem peso. Há uma bigorna flutuando ao seu lado. Também não tem peso. Você ou a bigorna estão sem massa? Absolutamente não. Se você agarrasse a bigorna e tentasse sacudi-la, teria que empurrá-la para fazê-la funcionar e puxá-la para fazê-la parar. Ele ainda tem inércia e, portanto, massa, mas não tem peso. Veja a diferença?

A relação entre gravidade, massa e distância

Como afirmado acima, seu peso é uma medida da atração da gravidade entre você e o corpo em que está. Essa força da gravidade depende de algumas coisas. Primeiro, depende da sua massa e da massa do planeta em que você está. Se você dobrar sua massa, a gravidade o puxará com o dobro de força. Se o planeta em que você está tem o dobro da massa, a gravidade também o puxa com o dobro. Por outro lado, quanto mais longe você estiver do centro do planeta, mais fraca será a atração entre o planeta e seu corpo. A força enfraquece rapidamente. Se você dobrar sua distância do planeta, a força será de um quarto. Se você triplicar sua separação, a força cai para um nono. Dez vezes a distância, um centésimo da força. Veja o padrão? A força diminui com o quadrado da distância. Se colocarmos isso em uma equação, ficaria assim:

Os dois “M” s no topo são a sua massa e a massa do planeta. O “r” abaixo é a distância do centro do planeta. As massas estão no numerador porque a força fica maior se elas ficarem maiores. A distância está no denominador porque a força diminui à medida que a distância aumenta. Observe que a força nunca chega a zero, não importa a distância que você viaje. Talvez esta tenha sido a inspiração para o poema de Francis Thompson:

Isaac Newton

Esta equação, derivada pela primeira vez por Sir Isaac Newton, nos diz muito. Por exemplo, você pode suspeitar que, como Júpiter tem 318 vezes a massa da Terra, você deveria pesar 318 vezes o que pesa em casa. Isso seria verdade se Júpiter fosse o mesmo do tamanho da Terra. Mas Júpiter tem 11 vezes o raio da Terra, então você está 11 vezes mais longe do centro. Isso reduz a atração por um fator de 112, resultando em cerca de 2,53 vezes a atração da Terra sobre você. uma estrela de nêutrons torna você inimaginavelmente pesado. Para começar, a estrela não é apenas muito massiva (quase igual ao Sol), mas também incrivelmente pequena (do tamanho de São Francisco), então você está muito perto do centro a d r é um número muito pequeno. Números pequenos no denominador de uma fração levam a resultados muito grandes!