Interacción Electrostática y Gravitatoria: Similitudes y Diferencias Clave

Analogías y Diferencias entre las Interacciones Electrostática y Gravitatoria

Analogías

• Ambas interacciones se explican mediante leyes empíricas que tienen forma similar. Son proporcionales a la magnitud que produce la interacción (masa o carga), e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que separa ambos cuerpos (se dice que son de tipo Newtoniano).
• El hecho de que la expresión de la fuerza sea muy similar en ambas interacciones, hace que la intensidad de campo, el potencial y la energía potencial tengan también expresiones muy parecidas.
• Ambas son interacciones centrales. Las líneas de campo convergen en un punto, donde está situada la masa o carga que crea el campo.
• Ambas tienen alcance infinito, disminuyendo su intensidad con el cuadrado de la distancia que separa los cuerpos.
• Ambas son interacciones conservativas (mantienen constante la energía mecánica). Eso hace que para ambas interacciones puedan definirse funciones potenciales asociadas (potencial, energía potencial) que simplifican el cálculo del trabajo realizado en los desplazamientos.

Diferencias

La principal diferencia estriba en la magnitud que genera el campo. El campo gravitatorio es producido por la masa, que es siempre positiva. La carga eléctrica, causa del campo electrostático, puede ser positiva o negativa. Esto trae como consecuencias:

• La interacción gravitatoria siempre es atractiva, mientras que la electrostática puede ser atractiva o repulsiva, dependiendo del signo de las cargas.
• El campo gravitatorio sólo tiene sumideros de líneas de campo (las masas), mientras que el campo electrostático puede tener tanto sumideros (cargas -) como fuentes de campo (cargas +).
• Como consecuencia de las dos características anteriores: la interacción electrostática entre dos cargas puede sufrir apantallamiento por parte otras cargas eléctricas que se encuentren entre ellas. Esto no sucede con la interacción gravitatoria.
• Existen cuerpos neutros (con igual número de cargas + y -) que no se ven afectados por la interacción electrostática. Sin embargo, todos los cuerpos tienen masa, y se ven afectados por la interacción gravitatoria (se dice que es universal).

Otra diferencia estriba en su intensidad, marcada por la constante (-G en el campo gravitatorio y K en el campo eléctrico). Consecuencias:

• La interacción electrostática es muchos órdenes de magnitud mayor que la gravitatoria.
• G es una constante universal, pero K depende del medio que rodee a las cargas. Esto hace que la interacción gravitatoria sea independiente del medio, mientras que la electrostática sí depende del medio.