Gravedad de la Tierra para niños
La gravedad de la Tierra es la fuerza que nos atrae hacia el centro de nuestro planeta. Es lo que hace que las cosas caigan al suelo y lo que nos mantiene pegados a la superficie. Esta fuerza es una combinación de la atracción gravitacional de la masa de la Tierra y el efecto de la fuerza centrífuga debido a la rotación de la Tierra.
En el Sistema Internacional de Unidades, la gravedad se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s2). Cerca de la superficie de la Tierra, el valor promedio de la gravedad es de aproximadamente 9.81 m/s2. Esto significa que, si un objeto cae libremente sin resistencia del aire, su velocidad aumenta unos 9.81 metros por segundo cada segundo.
A veces, a esta aceleración se le llama "pequeña g". Es diferente de la "gran G", que es la Constante de gravitación universal, un número que se usa en las fórmulas para calcular la gravedad entre cualquier par de objetos en el universo.
El valor exacto de la gravedad de la Tierra no es el mismo en todas partes. El valor "promedio" que se usa como referencia, llamado gravedad estándar, es de 9.80665 m/s2.
El peso de un objeto en la Tierra es la fuerza con la que la gravedad lo empuja hacia abajo. Se calcula con la segunda ley de Newton: Fuerza = masa × aceleración. La gravedad es una cantidad que tiene dirección, y siempre apunta hacia el centro de la Tierra.
Contenido
¿Por qué la gravedad varía en la Tierra?
La Tierra no es una esfera perfecta y además está girando. Por eso, la fuerza de la gravedad no es exactamente igual en todos los puntos de su superficie.
La Tierra es un poco más ancha en el ecuador y más plana en los polos, como una pelota ligeramente aplastada. A esta forma se le llama esferoide achatado. Debido a esto, hay pequeñas diferencias en la fuerza de la gravedad en distintos lugares.
La gravedad en la superficie de la Tierra puede variar alrededor de un 0.7%. Por ejemplo, es más débil en el Nevado Huascarán en Perú (9.7639 m/s2) y más fuerte en la superficie del Océano Ártico (9.8337 m/s2). En las ciudades, los valores también cambian, siendo más bajos en lugares como Kuala Lumpur o la Ciudad de México y más altos en Oslo o Helsinki.
La gravedad y la latitud
La rotación de la Tierra afecta la gravedad. En el ecuador, la fuerza centrífuga (la que te empuja hacia afuera cuando giras) es mayor. Esta fuerza contrarresta un poco la gravedad, haciendo que los objetos pesen un poco menos. En los polos, donde la rotación es mínima, este efecto es casi nulo.
Además, como la Tierra es más ancha en el ecuador, los objetos allí están un poco más lejos del centro del planeta que los objetos en los polos. Cuanto más lejos estés del centro de la Tierra, más débil será la atracción gravitacional.
Por estas dos razones, la gravedad a nivel del mar aumenta desde aproximadamente 9.780 m/s2 en el ecuador hasta unos 9.832 m/s2 en los polos. Esto significa que un objeto pesará alrededor de un 0.5% más en los polos que en el ecuador.
La gravedad y la altitud
La gravedad disminuye a medida que te elevas sobre la superficie de la Tierra. Esto se debe a que, al subir, te alejas del centro del planeta. Por ejemplo, si subes 30,000 pies (unos 9,144 metros) desde el nivel del mar, tu peso disminuirá aproximadamente un 0.29%.
Es un error común pensar que los astronautas en órbita no tienen peso porque están "fuera de la gravedad de la Tierra". En realidad, a la altura de la Estación Espacial Internacional (unos 400 km), la gravedad sigue siendo casi un 90% tan fuerte como en la superficie. La sensación de ingravidez ocurre porque los objetos en órbita están en una caída libre constante alrededor de la Tierra.
La fórmula para calcular la gravedad a una altura h sobre el nivel del mar es: 
Donde:
es la aceleración gravitacional a la altura 
.
es el radio terrestre.
es la aceleración gravitacional estándar.
La gravedad y la profundidad
Si te adentras en la Tierra, la gravedad también cambia. La gravedad en un punto dentro de la Tierra solo depende de la masa que se encuentra dentro de una esfera imaginaria con ese punto como su superficie. La masa que está fuera de esa esfera no afecta la gravedad en ese punto.
Si la Tierra tuviera una densidad uniforme, la gravedad aumentaría a medida que te acercas al centro. Sin embargo, la densidad de la Tierra no es uniforme; es más densa en el centro. Por eso, la gravedad aumenta hasta cierto punto y luego disminuye a medida que te acercas al centro, donde finalmente sería cero.
La gravedad y el terreno local
Las montañas, los valles y los diferentes tipos de rocas bajo la superficie pueden causar pequeñas variaciones en la gravedad. A estas variaciones se les llama anomalías gravitacionales. Por ejemplo, las rocas más densas (que a menudo contienen minerales) causan una gravedad local un poco más alta de lo normal.
Los científicos usan instrumentos muy sensibles llamados gravímetros para medir estas anomalías. Esto les ayuda a entender la geología de una zona y a encontrar depósitos de petróleo o minerales.
Otros factores que afectan la gravedad
Cuando estás en el aire o en el agua, sientes una fuerza de flotabilidad que te empuja hacia arriba. Esta fuerza reduce el efecto aparente de la gravedad, haciendo que te sientas más ligero.
La Luna y el Sol también ejercen una pequeña atracción gravitacional sobre la Tierra, lo que causa las mareas. Esta atracción también puede afectar ligeramente la gravedad que sentimos, pero es un efecto muy pequeño.
La dirección de la gravedad
La gravedad es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene una dirección. En una Tierra perfectamente esférica, la gravedad apuntaría directamente hacia el centro. Pero como la Tierra es ligeramente achatada, la dirección de la gravedad puede desviarse un poco.
Valores de gravedad en el mundo
Existen herramientas para calcular la fuerza de la gravedad en diferentes ciudades. Puedes ver cómo la latitud afecta la gravedad:
- Ciudades cercanas al ecuador, como Kuala Lumpur (9.776 m/s2) o Manila (9.780 m/s2), tienen una gravedad ligeramente menor.
- Ciudades en latitudes más altas, como Anchorage (9.826 m/s2) o Helsinki (9.825 m/s2), tienen una gravedad un poco mayor.
El efecto de la altitud también es visible:
- La Ciudad de México (9.776 m/s2), a 2,240 metros de altitud, tiene una gravedad menor que Washington D.C. (9.801 m/s2), que está casi a nivel del mar.
| Localización | m/s2 (ft/s2) | Localización | m/s2 (ft/s2) | Localización | m/s2 (ft/s2) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ámsterdam | 9,817 metros (32,2 pies) | Yakarta | 9,777 metros (32,1 pies) | Ottawa | 9,806 metros (32,2 pies) |
| Anchorage | 9,826 metros (32,2 pies) | Kandy | 9,775 metros (32,1 pies) | París | 9,809 metros (32,2 pies) |
| Atenas | 9,8 metros (32,2 pies) | Kolkata | 9,785 metros (32,1 pies) | Perth | 9,794 metros (32,1 pies) |
| Auckland | 9,799 metros (32,1 pies) | Kuala Lumpur | 9,776 metros (32,1 pies) | Río de Janeiro | 9,788 metros (32,1 pies) |
| Bangkok | 9,78 metros (32,1 pies) | Kuwait (ciudad) | 9,792 metros (32,1 pies) | Roma | 9,803 metros (32,2 pies) |
| Birmingham | 9,817 metros (32,2 pies) | Lisboa | 9,801 metros (32,2 pies) | Seattle | 9,811 metros (32,2 pies) |
| Bruselas | 9,815 metros (32,2 pies) | Londres | 9,816 metros (32,2 pies) | Singapur | 9,776 metros (32,1 pies) |
| Buenos Aires | 9,797 metros (32,1 pies) | Los Ángeles | 9,796 metros (32,1 pies) | Skopje | 9,804 metros (32,2 pies) |
| Ciudad del Cabo | 9,796 metros (32,1 pies) | Madrid | 9,8 metros (32,2 pies) | Estocolmo | 9,818 metros (32,2 pies) |
| Chicago | 9,804 metros (32,2 pies) | Mánchester | 9,818 metros (32,2 pies) | Sídney | 9,797 metros (32,1 pies) |
| Copenhague | 9,821 metros (32,2 pies) | Manila | 9,78 metros (32,1 pies) | Taipéi | 9,79 metros (32,1 pies) |
| Denver | 9,798 metros (32,1 pies) | Melbourne | 9,8 metros (32,2 pies) | Tokio | 9,798 metros (32,1 pies) |
| Frankfurt | 9,814 metros (32,2 pies) | Ciudad de México | 9,776 metros (32,1 pies) | Toronto | 9,807 metros (32,2 pies) |
| Habana | 9,786 metros (32,1 pies) | Montreal | 9,809 metros (32,2 pies) | Vancouver | 9,809 metros (32,2 pies) |
| Helsinki | 9,825 metros (32,2 pies) | Nueva York | 9,802 metros (32,2 pies) | Washington D. C. | 9,801 metros (32,2 pies) |
| Hong Kong | 9,785 metros (32,1 pies) | Nicosia | 9,797 metros (32,1 pies) | Wellington | 9,803 metros (32,2 pies) |
| Estambul | 9,808 metros (32,2 pies) | Oslo | 9,825 metros (32,2 pies) | Zúrich | 9,807 metros (32,2 pies) |
¿Cómo se calcula la gravedad de la Tierra?
Podemos estimar la aceleración de la gravedad (g) usando la ley de gravitación universal de Newton. Esta ley dice que la fuerza de atracción entre dos objetos depende de sus masas y de la distancia entre ellos.
La fórmula es: 
Donde:
- G es la Constante de gravitación universal.
- m1 es la masa de la Tierra.
- r es la distancia desde el centro de la Tierra hasta el objeto.
Si usamos los valores promedio de la masa de la Tierra (5.9722 × 1024 kg) y su radio (6.371 × 106 m), y el valor de G (6.67408 × 10-11 m3·kg-1·s-2), obtenemos un valor de g de aproximadamente 9.81998 m·s-2.
Esta fórmula funciona porque, para un cuerpo esférico como la Tierra, la gravedad en su superficie es la misma que si toda su masa estuviera concentrada en su centro.
El valor calculado es muy cercano al valor medido. Las pequeñas diferencias se deben a que la Tierra no es perfectamente homogénea (su masa no está distribuida de manera uniforme), no es una esfera perfecta y su rotación reduce un poco la fuerza de la gravedad que sentimos.
Si conocemos G, g y r, podemos usar esta fórmula para calcular la masa de la Tierra. Este método fue utilizado por el científico Henry Cavendish.
Galería de imágenes
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La gravedad de la Tierra medida por la misión NASA GRACE, que muestra desviaciones de la gravedad teórica de una Tierra lisa idealizada, el llamado elipsoide de la Tierra. El rojo muestra las áreas donde la gravedad es más fuerte que el valor estándar suave y el azul revela las áreas donde la gravedad es más débil. (
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Véase también
En inglés: Gravity Facts for Kids
