Fuerzas

Introducción
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 interna produce una fuerza que hace que unautomóvil, 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.
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 debidasolamente a cuatro tipos de interacciones entre los átomos:
1. Fuerza Gravitatoria.
2. Fuerza Electromagnética.
3. Fuerza nuclear fuerte.
4. Fuerza nuclear débil.

Dos de ellas las conocemos por la experiencia cotidiana, las otras dos implican interacciones entre partículas subatómicas que no podemos observar directamente con nuestros sentidos.

Para cada una delas fuerzas de la naturaleza, las partículas mediadoras (BOSONES) serían:

1) Para la fuerza gravitatoria, la partícula mediadora, sería el gravitón, que es una partícula que aún no se ha podido detectar y sobre cuya existencia existen bastantes dudas, pues parece que de existir, esto sería incompatible con varios puntos de la teoría general de la relatividad. En el caso de existir, se sabeque su spin tendría que ser 2, su masa nula y su alcance infinito.

2) Para la fuerza electromagnética, la partícula mediadora sería el fotón. La existencia de los fotones es conocida desde hace tiempo y de él se sabe que se trata de una partícula sin masa, cuyo spin es igual a la unidad y tiene un alcance infinito.

3) Para la fuerza nuclearfuerte, la partícula mediadora sería el gluón, que como en los dos casos anteriores es una partícula sin masa, de spin unidad. En este caso el alcance se reduce a los 10-15 m. Los gluones son los responsables de mantener unidos los quarks.

4) En el caso de la fuerza nuclear débil, las partículas mediadoras serían unos bosones débiles cuya masa es distinta de cero, su spin unidad y un alcancemuy corto, del orden de los 10-18 m.



Fuerza gravitatoria
De las dos clases de fuerzas cotidianas, las interacciones gravitacionales fueron las primeras en estudiarse con detalle. El peso de un cuerpo se debe a la acción de la atracción gravitacional terrestre sobre él. La atracción gravitacional del Sol mantiene a la Tierra en su órbita casi circular en torno al Sol. Newtonreconoció que tanto los movimientos de los planetas alrededor del Sol como la caída libre de objetos en la Tierra se deben a fuerzas gravitacionales. De igual modo, la fuerza gravitatoria ejercida por la Tierra sobre la Luna mantiene a ésta en un órbita casi circular alrededor de la Tierra. Las fuerzas gravitatorias ejercidas por la Luna y el Sol sobre la Tierra son responsables de las mareas.

Lafuerza gravitatoria es la más débil de las cuatro interacciones básicas que tienen lugar entre las partículas elementales. Es despreciablemente pequeña en las interacciones de las partículas elementales. También es difícil de observar la fuerza gravitatoria entre objetos de la vida diaria, incluso cuando sus masas sean del orden de miles de kilogramos. Sin embargo, la gravedad es de capitalimportancia cuando consideramos las interacciones entre cuerpos muy grandes, tales como planetas, satélites y estrellas, como ya se ha comentado. La fuerza gravitatoria juega un papel importante en la evolución de las estrellas y en el comportamiento de las galaxias. En cierto sentido la gravedad es la que mantiene unido todo el universo.




Fuerza electromagnética

La otra clase...