Animación 3. Marvel Creative Commons

De entre los tipos de fuerza existentes en la naturaleza, la fuerza gravitatoria es una de las de menor intensidad, pero sin embargo es fundamental en la evolución de nuestro universo: si no fuera por ella no existirían ni estrellas ni planetas, y consecuentemente tampoco podría existir la vida tal y como la conocemos.

La Teoría de Gravitación Universal de Newton surgió como modelo teórico que permitía estudiar, predecir y comprender el movimiento de los cuerpos celestes. Esta teoría fue enunciada por Newton en 1687, y para demostrar su validez debía justificar cómo una única fuerza entre masas validaba las leyes enunciadas por Kepler casi 100 años antes que describían el movimiento de los planetas alrededor del Sol, y que ya has estudiado en el primer tema de esta unidad.

Todo cuerpo en el Universo está sometido a la fuerza gravitatoria del resto de cuerpos. Ahora bien, debido a su pequeña intensidad y a su dependencia directa con la masa e inversa con el cuadrado de la distancia, normalmente basta con tener en cuenta los cuerpos celestes más próximos y pesados, pudiéndose despreciar la contribución del resto.

Así, en el caso del Sistema Solar, a la hora de estudiar el movimiento de los planetas basta con considerar la fuerza gravitatoria solar, mientras que si se estudia el movimiento de un satélite, será la contribución del la gravitación del planeta en torno al que gira la que determinará la órbita.

Animación 4. Theresa Knott Creative Commons

Esto no significa que el resto del Universo no afecte, sino que para realizar una aproximación aceptable del movimiento de planetas y satélites en nuestro sistema solar puede tomarse únicamente la fuerza gravitatoria correspondiente al cuerpo en torno al que se gira. Con esta consideración pueden justificarse las leyes de Kepler.

Imagen 12. RJHall Creative Commons

Los planetas giran en torno al Sol, por lo tanto tendrán un momento angular dado por la ecuación:

Además, como la fuerza gravitatoria es una fuerza central que está dirigida siempre hacia el Sol, el momento angular permanece constante y, como has visto en el punto 1.2 esto implica, entre otras cosas, que su órbita debe estar contenidas en un plano. Concretamente la forma de la órbita es una figura plana denominada elipse. Esto justifica la primera ley de Kepler (ley de las órbitas).

Para simplificar los cálculos, en este tema se utilizan ocasionalmente órbitas circulares, que corresponden a elipses en las que ambos focos coinciden en el mismo punto y, por lo tanto, los semiejes mayor y menor son iguales.