fuerzas de la naturalesa

FUERZAS DE LA NATURALEZA


INTRODUCCION

Cuando miramos a nuestro alrededor, vemos muchos “tipos” de fuerzas. Aplicamos una fuerza sobre el suelo cuando caminamos; empujamos y levantamos objetos aplicando una fuerza; para estirar una cuerda debemos aplicar una fuerza; el viento tira un árbol, empuja un bote mediante una fuerza; la expansión de gases en los motores de combustión internaproduce una fuerza que hace que un automóvil, un bote o un avión se muevan; los motores eléctricos producen una fuerza que mueve objetos. Podemos pensar en muchos otros ejemplos en los que se generan y aplican fuerzas.
Los ejemplos anteriores de fuerzas físicas se dan en sistemas complicados, como en nuestros cuerpos, en un motor, en la atmósfera terrestre y en cables que llevan corriente eléctrica.Podemos decir que son fuerzas estadísticas porque, si analizamos la situación en que aparecen, nos damos cuenta de que se trata de cuerpos compuestos por un gran número de átomos. La cuestión es, entonces, si podemos dividir tales fenómenos en componentes microscópicos, como moléculas, átomos, electrones y sus respectivas interacciones. Uno de los grandes logros de las últimas décadas ha sido lareducción de todas las fuerzas observadas en la naturaleza a unas cuantas interacciones básicas o fundamentales entre los componentes básicos de la materia. Esto significa que las fuerzas estadísticas son simplemente manifestación de las fuerzas fundamentales cuando entran en acción grandes números de partículas.
Tenemos la creencia de que en la naturaleza existe una gran variedad de fuerzas,pero no es así, cualquiera de las fuerzas que nos encontramos, cuando uno desciende hasta los niveles microscópicos ha de ser debida solamente a cuatro tipos de interacciones entre los átomos:
1. F. gravitatoria.
2. F. electromagnética
3. F. nuclear fuerte
4. F. nuclear débil










Dos de ellas las conocemos por la experiencia cotidiana, las otras dos implican interacciones entrepartículas subatómicas que no podemos observar directamente con nuestros sentidos.
Todas estas interacciones entre átomos se producen a distancia, es decir, las partículas no necesitan entrar en contacto entre sí para sentir la fuerza debida a la presencia de otra partícula o partículas. Las fuerzas fundamentales actúan entre partículas separadas en el espacio. Este concepto se denomina acción adistancia. Newton consideraba la acción a distancia como un fallo de su teoría de la gravitación.
Hoy esta característica de toda interacción física se puede justificar o bien desde un planteamiento clásico o desde un planteamiento cuántico:
a) El planteamiento clásico, justifica estas interacciones entre partículas
introduciendo el concepto de campo. Por ejemplo, se considera la atracción dela Tierra por el Sol en dos etapas. El Sol crea una cierta condición en el espacio que denominaremos campo gravitatorio. Este campo produce una fuerza sobre la Tierra. El campo es pues el agente intermedio. Análogamente, la Tierra produce un campo gravitatorio que ejerce una fuerza sobre el Sol. Si la Tierra repentinamente se mueve a una nueva posición, se modifica el campo de la Tierra. Estecambio no se propaga a través del espacio instantáneamente, sino que lo hace con la velocidad c=3×108 m/s, que es también la velocidad de la luz. Si podemos despreciar el tiempo transcurrido en la propagación del campo, podemos ignorar este agente intermedio y considerar las fuerzas como si fuesen ejercidas por el Sol y la Tierra directamente sobre el otro. Por ejemplo, durante los 8 minutos que seemplean para la propagación del campo gravitatorio desde la Tierra hasta el Sol, la Tierra se mueve sólo una pequeña fracción de su órbita total alrededor del Sol.
b) El planteamiento cuántico, justifica la interacción introduciendo el concepto de
partícula mediadora. Las fuerzas hacen que las partículas intercambien cantidad de movimiento, según esta teoría, son las partículas mediadoras las que...