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Potencial e intensidad de campo gravitatorio
Teoría
2019 · Ordinaria · Titular
1A-a
Examen
a) Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación y justifique la respuesta: “Si en un punto del espacio la intensidad del campo gravitatorio creado por varias masas es nulo, también lo será el potencial gravitatorio”.
Campo gravitatorioPotencial gravitatorioRazonamiento
a) La afirmación "Si en un punto del espacio la intensidad del campo gravitatorio creado por varias masas es nulo, también lo será el potencial gravitatorio" es FALSA.

Justificación:La intensidad del campo gravitatorio g\vec{g} es una magnitud vectorial. Se define como la fuerza gravitatoria por unidad de masa. Para una masa puntual MM a una distancia rr, su módulo viene dado por:

g=GMr2g = G \frac{M}{r^2}

Para un sistema de varias masas, la intensidad de campo gravitatorio total en un punto es la suma vectorial de las intensidades de campo individuales creadas por cada masa:

gtotal=igi\vec{g}_{total} = \sum_{i} \vec{g}_i

Es posible que la suma vectorial de varias intensidades de campo gravitatorio sea nula si los vectores se anulan mutuamente debido a su dirección, incluso si cada intensidad individual es diferente de cero. Por ejemplo, en el punto medio entre dos masas iguales, la intensidad de campo gravitatorio es nula.Por otro lado, el potencial gravitatorio VV es una magnitud escalar. Se define como la energía potencial gravitatoria por unidad de masa. Para una masa puntual MM a una distancia rr, el potencial viene dado por:

V=GMrV = -G \frac{M}{r}

Para un sistema de varias masas, el potencial gravitatorio total en un punto es la suma escalar de los potenciales individuales creados por cada masa:

Vtotal=iViV_{total} = \sum_{i} V_i

Dado que el potencial gravitatorio creado por cada masa puntual es siempre negativo (por la convención de que el potencial es cero en el infinito, y la fuerza gravitatoria es siempre atractiva), la suma de varios potenciales gravitatorios negativos siempre resultará en un potencial total negativo y, por lo tanto, distinto de cero.En resumen, aunque la suma vectorial de las intensidades de campo puede anularse, la suma escalar de los potenciales individuales (que son siempre negativos) no puede anularse ni ser nula.