¿Por qué la aceleración debida a la gravedad difiere en varios puntos de la Tierra?

Consideremos un cuerpo de masa M que se encuentra en la superficie de la tierra de masa M y radio R. Sea g el valor de la aceleración debido a la gravedad en la superficie libre de la tierra.

Luego

g = GM / R2 …………… .. (i)

Supongamos que el cuerpo es llevado a una altura ‘h’ sobre la superficie de la tierra donde el valor de aceleración debido a la gravedad es gh.

Luego

gh = GM / (R + h) 2 ………… (ii)

Donde (R + h) es la distancia entre los centros del cuerpo y la tierra.

Dividiendo (ii) por (i), obtenemos

gh / g = GM / (R + h) 2 X R2 / GM = R2 / (R + h) 2

cuando h <<R, entonces

gh / g = R2 / R2 (1 + h2 / R2) 2

= 1 / (1 + h2 / R2) 2

= (1 + h2 / R2) -2

Dado que h <<R, entonces h / r es muy pequeño en comparación con I. Expandiendo el lado derecho de la ecuación anterior por la teoría binomial y descuidando los cuadrados y las potencias más altas de h / r, obtenemos

gh / g = 1-2h / R

Por lo tanto, la aceleración debida a la gravedad disminuye con el aumento de la altura / altitud.

Si la Tierra fuera radialmente simétrica (como una bola con masa que se distribuye equitativamente en todas las direcciones desde el centro), la gravedad sería exactamente la misma en cualquier lugar de su superficie, como consecuencia de la simetría.
Sin embargo, este no es el caso (la tierra es ligeramente elíptica), de ahí las diferencias pequeñas pero existentes.

La gravedad depende de muchas variables que hacen que difiera en la superficie de la Tierra. Aquí hay una lista de varios que comúnmente no pensamos:
a) la posición de la luna y otros cuerpos celestes
b) cambios de latitud (la gravedad aumenta hacia los polos)
c) cambios de elevación (la gravedad generalmente disminuye con la elevación)
d) la forma de la tierra
e) el giro de la Tierra (por ejemplo, esto afecta la forma de un planeta)
f) la densidad de las unidades de roca subyacentes (la masa no se distribuye uniformemente sobre la Tierra)

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