Gravedad de la Tierra
Esta cantidad a veces se conoce informalmente como pequeña
El valor "promedio" nominal en la superficie de la Tierra, conocido como gravedad estándar es, por definición, 9.80665 m/s2.
(aunque esto a veces significa el valor ecuatorial normal en la Tierra, 9.78033 m/s2),
La aceleración gravitacional contribuye a la aceleración de la gravedad total, pero otros factores, como la rotación de la Tierra, también contribuyen y, por lo tanto, afectan el peso del objeto.
La gravedad en la superficie de la Tierra varía alrededor del 0.7%, de 9.7639 m/s2 en la montaña Nevado Huascarán en Perú a 9.8337 m/s2 en la superficie del Océano Ártico.
[6] Por lo tanto, esta definición no es un valor de un lugar en particular o un promedio cuidadosamente elaborado, sino un acuerdo para un valor a utilizar si no se conoce o no es importante un valor local real mejor.
[7] También se utiliza para definir las unidades de kilogramo-fuerza y libra-fuerza.
Debido a que la fuerza debida a la atracción gravitacional entre dos cuerpos (la Tierra y el objeto que se pesa) varía inversamente con el cuadrado de la distancia entre ellos, un objeto en el ecuador experimenta un tirón gravitacional más débil que un objeto en los polos.
En combinación, la protuberancia ecuatorial y los efectos de la fuerza centrífuga superficial debido a la rotación significan que la gravedad a nivel del mar aumenta de aproximadamente 9.780 m/s2 en el ecuador a aproximadamente 9.832 m/s2 en los polos, por lo que un objeto pesará aproximadamente un 0,5% más en los polos que en el ecuador.
[8][9] La gravedad disminuye con la altitud a medida que uno se eleva sobre la superficie de la Tierra porque una mayor altitud significa una mayor distancia desde el centro de la Tierra.
(Un factor adicional que afecta el peso aparente es la disminución de la densidad del aire en la altitud, lo que disminuye la flotabilidad de un objeto.
La ingravidez en realidad ocurre porque los objetos en órbita están en caída libre.
Sin embargo, una persona parada en la superficie de la Tierra siente menos gravedad cuando la elevación es más alta.
La siguiente fórmula aproxima la variación de la gravedad de la Tierra con la altitud: Donde La fórmula trata a la Tierra como una esfera perfecta con una distribución de masa radialmente simétrica; a continuación se analiza un tratamiento matemático más preciso.
Se puede obtener un valor aproximado de la gravedad a una distancia
y la dependencia de la gravedad con respecto a la profundidad sería
Las diferencias locales en la topografía (como la presencia de montañas), la geología (como la densidad de las rocas en las cercanías) y la estructura tectónica más profunda causan diferencias locales y regionales en el campo gravitacional de la Tierra, conocidas como anomalías gravitacionales.
Dichas técnicas ahora son utilizadas por los prospectores para encontrar depósitos de petróleo y minerales.
Las rocas más densas (que a menudo contienen minerales minerales) causan campos gravitacionales locales más altos de lo normal en la superficie de la Tierra.
Esta es la razón por la cual el meridiano principal moderno pasa más de 100 m al este del meridiano principal astronómico histórico en Greenwich.
[15] Existen herramientas para calcular la fuerza de la gravedad en varias ciudades del mundo.
[16] El efecto de la latitud se puede ver claramente con la gravedad en las ciudades de alta latitud: Anchorage (9.826 m/s2 ), Helsinki (9.825 m/s2), siendo aproximadamente 0.5% mayor que en ciudades cercanas al ecuador: Kuala Lumpur (9.776 m/s2), Manila (9.780 m/s2).
El efecto de la altitud se puede ver en la Ciudad de México (9.776 m/s2; altitud 2240 metros (7349,1 pies)), y comparando Denver (9.798 m/s2; 1616 metros (5301,8 pies)) con Washington D. C. (9.801 m/s2; 30 metros (98,4 pies)), ambos cerca de 39° N. Los valores medidos se pueden obtener de las Tablas Físicas y Matemáticas por T. M. Yarwood y F. Castle, Macmillan, edición revisada 1970.
La primera corrección que se aplicará al modelo es la corrección de aire libre (FAC, del inglés free air correction) que representa las alturas sobre el nivel del mar.
viene dada por: Entonces, el FAC para una altura h por encima del radio nominal de la Tierra se puede expresar: Esta expresión se puede usar fácilmente para programar o incluir en una hoja de cálculo.
), sin embargo, produce una buena aproximación: Usando los valores numéricos anteriores y para una altura h en metros: Agrupando los factores de latitud y altitud FAC, la expresión más comúnmente encontrada en la literatura es: donde
Para el terreno plano sobre el nivel del mar se agrega un segundo término para la gravedad debido a la masa adicional; para este propósito, la masa extra puede ser aproximada por una placa horizontal infinita, y obtenemos
, donde m es masa y a es aceleración, aquí nos dice que Al comparar las dos fórmulas se ve que: Entonces, para encontrar la aceleración debida a la gravedad al nivel del mar, sustituya los valores de la constante gravitacional,
: Esta fórmula solo funciona debido al hecho matemático de que la gravedad de un cuerpo esférico uniforme, medido sobre o sobre su superficie, es la misma que si toda su masa estuviera concentrada en un punto en su centro.
La diferencia puede atribuirse a varios factores, mencionados anteriormente en "Variaciones": Existen incertidumbres significativas en los valores de
)
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