Fuerzas De La Naturaleza

Páginas: 58 (14412 palabras) Publicado: 7 de noviembre de 2012
8.- Las fuerzas de la Naturaleza.

§8.1. Las leyes de las fuerzas (187); §8.2. Las fuerzas fundamentales (188); §8.3. Fuerzas gravitatorias (190); §8.4. Fuerzas electromagnéticas (191); §8.5. Fuerzas nucleares (194); §8.6. Interacción débil (195); §8.7. Fuerzas moleculares (196); §8.8. Fuerzas de rozamiento (198); §8.9. Rozamiento. Estudio experimental (199); §8.10. Ángulos de rozamiento (202);§8.11. Rozamiento. Estudio microscópico (203); §8.12. Fuerzas de rozamiento en los fluidos (205); §8.13. Fuerzas de ligadura (206); §8.14. Fuerzas de inercia (209); §8.15. Estática de la partícula. Principio de D’Alembert (214); Problemas (216)

§8.1. Las leyes de las fuerzas.- Las tres leyes del movimiento que hemos estudiado en las dos lecciones precedentes no resuelven por sí solas elproblema central de la Mecánica Clásica de las partículas; esto es, dada una partícula cuyas características físicas (masa, carga eléctrica, ...) conocemos, colocada en un cierto ambiente del que tenemos una descripción completa, ¿cuál será el movimiento subsiguiente de la partícula? De acuerdo con el método de trabajo que nos propusimos seguir, ya hemos definido el concepto de fuerza (en función de laaceleración que adquiere un cierto cuerpo patrón) y el concepto de masa (estableciendo un procedimiento que nos permite asignar una masa a cada cuerpo). Sólo nos falta investigar las leyes de las fuerzas, esto es, los procedimientos que nos permitan calcular la fuerza que actúa sobre la partícula a partir de las propiedades de la misma y de su medio ambiente. Entonces completaremos nuestroprograma y podremos dar por resuelto el problema. No debemos considerar la segunda ley del movimiento

F

ma

[8.1]

como una ley de la Naturaleza, sino más bien como una definición de fuerza. Está claro que podemos utilizar la segunda ley de Newton para medir la fuerza F que actúa sobre la partícula de masa m, a través de una medida de su aceleración a. Pero el concepto de fuerza juega un papelcentral en la Física y la ec. [8.1] debe interpretarse más bien del siguiente modo: conocida la fuerza, la ec. [8.1] nos determina la aceleración, o sea el movimiento de la partícula. Por consiguiente, el papel del físico es descubrir cuáles son las fuerzas que existen en la Naturaleza ya que, una vez conocidas, el problema se reducirá a buscar la solución de la ec. [8.1], 187

FísicaUniversitaria

188

Lec. 8.- Segunda y tercera leyes de Newton. Conservación ...

que es una ecuación diferencial de segundo orden. Así pues, necesitamos identificar diversas funciones del tipo
[8.2]

F = una función de las propiedades de la partícula y de las de su entorno. de modo que podamos, en cada caso, eliminar F entre las ecuaciones [8.1] y [8.2], para obtener así una ecuación que nospermita calcular la aceleración de la partícula en función de sus propiedades y de las de su medio ambiente. Como vemos, el concepto de fuerza aparece tanto en las leyes del movimiento [8.1] (que nos dicen qué aceleración experimentará una partícula bajo la acción de una fuerza dada), como en las leyes de las fuerzas [8.2] (que nos permiten calcular la fuerza que actuará sobre la partícula alcolocarla en un medio ambiente determinado). La cantidad y variedad de medios ambientes posibles para una partícula es tan grande que nos resultaría imposible realizar un estudio detallado de todas las leyes de las fuerzas. En esta lección haremos una breve exposición de algunas características de las interacciones fundamentales, que estudiaremos con más detalle y profundidad en los capítulos específicosque desarrollaremos a lo largo de este libro. También daremos algunas descripciones empíricas de las fuerzas macroscópicas, no fundamentales, más comunes en el ámbito de la Mecánica Clásica.
§8.2. Las fuerzas fundamentales.- En nuestra experiencia cotidiana encontramos una gran variedad de fuerzas, que relacionamos con diversos agentes. Así hablamos de la fuerza muscular que ejercemos al...
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