Experimento para calcular la constante G de la atracción de la gravedad.

 En 1798, el físico británico Henry Cavendish midió la atracción gravitatoria entre dos masas de laboratorio con ayuda de una balanza de torsión; un experimento hoy clásico a partir del cual puede extraerse el valor de G, la célebre constante que aparece en la ley de Newton.

Aunque G fue una de las primeras constantes físicas universales determinadas, debido a la extremada pequeñez de la atracción gravitatoria, el valor de G se conoce con una incertidumbre de 1 parte entre 10 000, siendo una de las constantes conocidas con menor exactitud. Su valor aproximado es:¹​

${\displaystyle G=6.67384(80)\times 10^{-11}\;{\cfrac {{\text{N}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{kg}}^{2}}}}$

¿CÓMO HENRY CAVENDISH MIDIÓ LA CONSTANTE GRAVITACIONAL?

Midiendo el ángulo de giro de la varilla, y conociendo la fuerza de torsión (par) del alambre para un ángulo dado, Cavendish fue capaz de determinar la fuerza de atracción entre los 2 pares de masas.

El aparato presentaba un Equilibrio de torsión : una varilla de madera se suspendió libremente de un alambre delgado y una esfera de plomo que pesaba 0,73 kg (1,6 libras) colgó de cada extremo de la varilla. Se colocó una esfera mucho más grande, que pesaba 158 kg (348 libras), en cada extremo de la balanza de torsión. La atracción gravitacional entre cada peso mayor y cada uno más pequeño apartó los extremos de la varilla a lo largo de una escala graduada. La atracción entre estos pares de pesos fue contrarrestada por la fuerza restauradora de una torsión en el alambre, que hizo que la varilla se moviera de lado a lado como un péndulo horizontal.

Explicación de la Ley de gravitacion universal y su fórmula

Gravitación Universal

Ley de Gravitación Universal

La ley de la gravitación universal, o simplemente, ley de la gravedad, establece la fuerza con la que se atraen dos cuerpos por el simple hecho de tener masa. Esta ley fue desarrollada por Sir Isaac Newton en el tercer libro de su obra Principios matemáticos de fillosofía natural, titulado Sobre el sistema del mundo. En este apartado estudiaremos:

los cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y está dirigida según la recta que une los cuerpos. Dicha fuerza se conoce como fuerza de la gravedad o fuerza gravitacional y se expresa de la forma:D onde:

•  :Es el vector fuerza gravitatoria. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el newton (N)
• G es la constante de gravitación universal, que no depende de los cuerpos que interaccionan y cuyo valor es G = 6,67·10^-11 N·m²/kg², 
• M y m son las masas de los cuepos que interaccionan. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el kilogramo (kg)
• r es la distancia que los separa. Es el módulo del vector  , que une la masa que genera la fuerza con la masa sobre la que actúa.
•  es un vector unitario que posee la misma dirección de actuación de la fuerza aunque de sentido contrario.

 Por tanto, la interacción gravitatoria entre dos cuerpos siempre se manifiesta como una pareja de fuerzas iguales en dirección y módulo pero sentido contrario. El caracter atractivo de la fuerza se indica mediante el signo - de la expresión anterior. La siguiente imagen ilustra este concepto. 

Telescopio espacial Hubble.

 

Subtema 3: El telescopio espacial Hubble

¿Has escuchado hablar de este telescopio? Ahora vamos a explicar uno de los telescopios más impresionantes que ha fabricado la ciencia. Se trata del Telescopio espacial Hubble (Hubble Space Telescope en inglés, HST en siglas). Actualmente está situado en los bordes exteriores de la atmósfera, en una órbita circular alrededor de la Tierra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, que tarda en recorrer entre 96 y 97 minutos. Se ve así:

 

Hubble fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la Agencia Espacial Europea (ESA). El telescopio puede obtener resoluciones ópticas mayores de 0,1 segundo de arco. Tiene un peso total en torno a los 11,000 kilos. Es de forma cilíndrica, con una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 metros.

 

El telescopio Hubble es reflector y dispone de dos espejos, teniendo el principal 2,4 metros de diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía), otra de campo ancho para obtener imágenes de planetas y una tercera infrarroja. Aquí puedes apreciar el telescopio desde otro ángulo y con el planeta Tierra de fondo:

 

Mediante dos paneles solares genera electricidad con la que alimenta las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio, y los equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro, que trabajan a -180 ºC.

 

Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo peso muy lentamente, ganando velocidad, de modo que cada vez que es visitado, el transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta.

 

Gracias a las observaciones realizadas con el Hubble, los astrónomos confirmaron la existencia de los agujeros negros, aclararon ideas sobre el nacimiento del Universo en una gran explosión, el Big Bang, ocurrida hace unos 13,700 millones de años, y revelaron nuevas galaxias y sistemas en los rincones más recónditos del cosmos. El Hubble también ayudó a los científicos a establecer que el sistema solar es mucho más joven que el Universo.

 

En la siguiente imagen puedes ver las partes del telescopio:

 

Fuente: https://www.astromia.com/astronomia/telescopiohubble.htm

Partes de un telescopio.

 

Subtema 2: Partes de un telescopio

La pregunta esencial es: ¿Cómo está formado el telescopio? Un telescopio tiene numerosas partes diferentes que realizan diferentes funciones. No obstante, todas las partes son importantes, especialmente cuando se considera la función final de este aparato. A continuación, te explico cada uno de sus elementos y su funcionamiento:

 

®    Lente

Como base para la vista principal del telescopio, la lente es una de las partes más importantes del telescopio. La lente se compone de lente convexa, lente cóncava, espejo cóncavo, distancia de enfoque, campo de visión, aumento y resolución. Recoge y controla el movimiento de la luz y la vista en la que se ve el cielo. Los telescopios de refracción funcionan usando dos lentes para enfocar la luz y hacer que parezca que el objeto está más cerca de ti de lo que realmente está. Ambos lentes tienen una forma llamada «convexa». Las lentes convexas funcionan doblando la luz hacia adentro.

 

®    Buscador

Como su nombre indica sirve para buscar los objetos que queremos observar, es un pequeño tubo que va acoplado al tubo principal del telescopio, generalmente tiene 6 aumentos, sirve para alinear la visión con el objeto a observar, en su interior podemos ver una cruz en forma de diana y es dónde debemos apuntar el objeto que queremos observar. Este, es un telescopio menor que se monta en el tubo principal. El buscador se utiliza para localizar el objeto principal que se va a visualizar. Localiza y dirige el telescopio hacia el objeto principal para una visión clara.

 

®    Ocular

El ocular es una parte del lente ocular. Proporciona la cerradura para la seguridad del telescopio. El ocular evita que la lente ocular se caiga y eventualmente se rompa o desaparezca. También mejora la visión clara desde la lente hasta el objeto.

 

®    El Porta Ocular

Es dónde van colocados los oculares, tiene una rueda con la que enfocamos el objeto a observar, es imprescindible disponer de tres oculares de diferentes medidas.

 

®    El Tubo

El tubo del telescopio tiene el espejo principal. Normalmente tiene un diámetro de 8 pulgadas y tiene una cubierta de tubo; éste mejora el ajuste de la distancia focal mediante el control del mando, por lo regular se encuentra por debajo de la parte posterior de la imagen. Por tal motivo, el tubo del telescopio constituye una parte importante de la funcionalidad del telescopio.

 

®    La Montura

Es la sujeción del tubo y va sujeta al trípode, existen diferentes tipos de monturas, según el telescopio. Permite el movimiento del telescopio hacia diferentes lados y direcciones. La montura tiene la latitud de la perilla de regulación. Esta perilla indica la posición de la latitud del observador. Con esta información, es posible que el espectador determine si el objeto a visualizar se encuentra en esa posición o no. La perilla también permite que el telescopio permanezca en equilibrio y que ajuste la dirección correcta de la hora-ángulo-ángulo-reloj-ángulo para una visión efectiva. Por lo tanto, la montura, se utiliza básicamente para mejorar la eficiencia de un telescopio.

 

®    Media Montura

La media montura, se utiliza para subir o bajar la posición de la montura. Esto pone el telescopio en posición en el trípode para que funcione según sea necesario.

 

®    El Contrapeso

Son unos pesos que se ajustan dependiendo de lo que pese el tubo, deben estar perfectamente ajustados para que el telescopio conserve el equilibrio.

 

®    Bandeja Porta Oculares

Como su nombre indica es un espacio dónde se almacenan los oculares que utilizamos en las observaciones. Va ligado al trípode.

 

®    Trípode

Es el contacto del telescopio con el suelo está formado por tres patas y cada una de ellas pues alargarse o encogerse para que el observador pueda trabajar con comodidad, y el telescopio quede perfectamente estable. El trípode se compone de al menos tres soportes; sostiene y retiene el telescopio en su superficie. Está hecho de manera que pueda soportar el telescopio en posiciones inclinadas, rectas o invertidas. Al mismo tiempo, un observador puede fácilmente mover el telescopio a diferentes direcciones con facilidad.

 

Fuente: https://clubtelescopios.info/articulos-de-interes/partes-de-un-telescopio/