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Cómo podemos calcular la medida del peso de la tierra?

RESPUESTA 1  - Oscar Andrés Figueroa - QUASAR
RESPUESTA 2  - Juan Diego Aguirre- QUASAR
 


RESPUESTA 1  - Oscar Andrés Figueroa - QUASAR
 
Conocida la constante G y el radio de la Tierra, R, podemos valernos de la Ley de la Gravitación de Newton para obtener la masa de la Tierra:
 
De la ley de gravitación de Newton, para un cuerpo sobre la superficie de la tierra se ejerce la siguiente fuerza determinada por:
 
Fgrav = Peso = masa del cuerpo* gravedad de la tierra
 
pero para nuestro caso, esta fuerza equivale en magnitud a la fuerza de atracción de la masa de la tierra y el cuerpo en estudio.
 
Constante G   *     M tierra * m              = m * gravedad de la tierra
                             Radio de la tierra²
Despejando de la ecuación la Masa de la tierra:
 
M tierra = m * gravedad de la tierra * Radio de la tierra²
                              m *  Constante G
 
Donde vemos que se cancelan la masa m, esto nos indica que no importando la masa tomada inicialmente siempre el resultado dará igual.
 
M tierra = 9,8069 m/seg² * (6.378.388 metros)²
                    6,67 * 10^-11 (kg *m/seg²) m² /kg²

Cancelando Unidades y operando:

M tierra: 5.981.743.426.397.798.404.797.601,1994003 kilogramos

Ahora para saber el peso, hay que multiplicar por la gravedad terrestre, o por alguna otra gravedad para con la cual se quiera tener referencia.

Peso de la tierra, con referencia la gravedad terrestre

Wtierra = 58.662.359.608.340.569.176.009.595,202396 Newtons

 
Oscar Andrés Figueroa Z.
QUASAR
 

RESPUESTA 2  - Juan Diego Aguirre - QUASAR

Los términos Peso y Masa, son generalmente confundidos.

Masa es una medida que nos da la idea de cuanta materia contiene un objeto.

Peso es una medida de la acción de la fuerza gravitacional del objeto. Depende del lugar en donde es medido.

 

Supongamos que en la superficie de la tierra tienes mil gramos (un kilo) de algún material, digamos un bloque de cemento. En la tierra, esta masa corresponde a mil gramos de fuerza gravitacional en dirección al centro del planeta ( 1 Kg m/s2 ) y a eso le denominamos peso.

 

Pero si te llevas ese mismo bloque de cemento a la luna, pesará 167 gramos (una sexta parte de lo que en la tierra).

 

La diferencia entre una y otra medida (aun habiendo utilizado la misma bascula para medir el peso) tiene su fundamento en la diferencia de masa del planeta Tierra y la masa de la Luna. Ojo: Para evitar confusiones, recuerde que la falta de atmósfera en la Luna, no es la causa de tener menor gravedad.

 

La pregunta la debemos rediseñar así............Cuanta masa tiene la Tierra ?

 

Entonces acudimos a las leyes de Newton.....

 

F = m * a, donde m es la masa de la Luna y a es la aceleración centrípeta con que esta la Luna alrededor de la Tierra en su forma..... a = V2 / r, donde V es la velocidad de la Luna en su orbita de translación (conocida) y r es la distancia entre la Tierra y la Luna (conocida).

 

Pero también.....

F = G * M * m / r2, donde G es la constate de gravitación (conocida), M es la masa Terrestre que debemos despejar y m es la masa Lunar.

 

De ambas expresiones, tenemos esta igualdad............

m * a = G * M * m / r2

 

Resolvemos a..................

m * V2 / r = G * M * m / r2

 

Despejamos M............

M = V2 * r / G

 

Tenemos la velocidad de la Luna alrededor de la Tierra, (Pero también la podemos resolver con un radio ya conocido y un periodo resuelto por la observación)..............

 

V = 3.660 Km / hr que la debemos llevar a metros y segundos.

 
Tenemos conocidas.....................
G6,67 x 10-11 N m2 .Kg-2 , Constante gravitacional o Constante de Cavendish, N => Newton => Kg * m / s2
 

r384.400.000, radio de la orbita Lunar (o distancia promedio de la tierra a la Luna en metros).

 

La masa terrestre (M) nos da en kilogramos............. 5.95 x 1024 Kilogramos

 

 

Juan Diego Aguirre Gómez

Grupo de Astronomía Quasar

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