Clasificacion De Las Interacciones

Clasificación de las Interacciones

En la naturaleza se conocen 3 formas básicas en que puede interaccionar la materia. Estas interacciones son las gravitatorias, las electromagnéticas y las nucleares . Esta clasificación atiende a su origen, intensidad y distancia de la actuación de la fuerza. Cada una de estas interacciones responde a la existencia de determinadas propiedades en la materia, tales como masa, carga eléctrica, entre otras.

Interacción Gravitatoria

Consiste en la fuerza de atracción mutua que se produce entre dos objetos del Universo, debido a una propiedad común a todos ellos denominada masa. La interacción gravitatoria puede producirse a distancias muy grandes (distancias astronómicas), pero el módulo o medida de la fuerza de interacción es muy pequeña. Esta es la interacción responsable de que se permanezca pegado al suelo, o de que si, estando de pie y lanza un balón hacia arriba, y éste vuelva a sus manos.

A esta fuerza también se le da el nombre de fuerza de gravedad cuando se refiere a la atracción entre un planeta (u otro astro) y un objeto colocado en su superficie. Debido a la fuerza mutua de atracción gravitatoria, los satélites describen órbitas elípticas alrededor de un planeta y los planetas alrededor del Sol.

Interacción Electromagnética

Constituyen la interacción más significativa para toda la química y la biología.

Consiste en la fuerza de atracción o de repulsión mutua entre dos objetos, debido a una propiedad denominada carga eléctrica. Esta propiedad no es más que el exceso o déficit de cargas negativas que posee un cuerpo. Estas interacciones actúan a distancias más cortas que las gravitacionales, pero con mucha más intensidad.

La interacción electromagnética enlaza los electrones a los átomos y los átomos entre sí para formar moléculas y cristales. Actualmente se acepta que los átomos de cualquier sustancia están constituidos por tres tipos de partículas subatómicas, llamadas protones, neutrones y electrones. A los protones se les atribuye carga positiva (+) y a los electrones, carga negativa (-). Los neutrones no tienen carga eléctrica. Los protones y neutrones constituyen el núcleo del átomo, permaneciendo dentro de él. Los electrones se encuentran alrededor del núcleo y gozan de gran movilidad, pudiendo pasar de los átomos de un cuerpo a los átomos de otro, dando origen a que un cuerpo se manifieste cargado negativamente (-) o positivamente (+), según tenga exceso o déficit de electrones.

Interacciones nucleares

Son aquellas que aparecen únicamente en el interior del núcleo atómico, originando fuerzas de gran intensidad. Esta interacción dominante de la Física Nuclear de alta energía, aglutina los nucleones (neutrones y protones) para formar los núcleos de todos los elementos. Como el núcleo del átomo tiene un diámetro cuyo orden de magnitud es de 10-15 m, ocurre que a esta distancia tan pequeña la fuerza de repulsión entre los protones es muy grande, sin embargo los protones se mantienen en el núcleo y el átomo goza de estabilidad.

Son importantes para la existencia de la materia de la que está hecho el mundo, y para los procesos de decaimiento que hacen inestable cierto tipo de materia. Tienen impacto sobre los objetos más pequeños del universo pero también sobre los más grandes.

Algunos de los instrumentos utilizados para la observación y medición son la cámara de niebla, el contador Geiger y los aceleradores de partículas como el ciclotrón.

Físicos que hablan sobre interacciones

La historia de la física ha ido acompañada de la idea de unificación, de encontrar un conjunto de leyes simples que describan el universo. Galileo hizo una completa descripción de los efectos de la gravedad en la tierra y Kepler describió por primera vez el movimiento planetario. Para ese momento se creía que ambos fenómenos eran distantes hasta que Isaac Newton en su Principia de1668 los describió bajo el mismo concepto, la fuerza gravitatoria.

Por otro lado, antes del siglo XIX, varios científicos como Stephen Gray, Joseph Priestley, Charles Coulomb y Alessandro Volta habían ya descrito casi en su totalidad el fenómeno eléctrico. En 1820, Hans Christian Ørsted fue el primero en descubrir perturbaciones magnéticas cercanas a corrientes eléctricas. A partir de este descubrimiento los experimentos no cesaron hasta que finalmente James Clerk Maxwell en 1861 fue el primero en derivar una ecuación de onda electromagnética,3 quedando unificados estos otros dos fenómenos en el electromagnetismo.

Hasta que en 1960, Glashow, Salam y Weinberg postularon que la fuerza nuclear débil podía unificarse a la electromagnética en una sola interacción electrodébil. Estas dos interacciones a bajas energías parecen dos diferentes tipos de interacciones pero a temperaturas tan altas como las del big bang éstas corresponden a una sola.

Tercera ley del movimiento de Newton. (Ley de acción y de reacción)

Los conocimientos sobre interacciones entre cuerpos son una buena base para estudiar la tercera ley de Newton. La acción de una fuerza sobre un cuerpo no se puede manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque. De esto se deduce que del resultado de una interacción aparecen dos fuerzas, es decir, que las fuerzas se presentan por pares, lo que hace imposible la existencia de una sola fuerza en la naturaleza.

La acción de un objeto sobre otro está siempre acompañada por una reacción del segundo cuerpo sobre el primero. La tercera ley de Newton

indica claramente cómo se relaciona las fuerzas

en una interacción.

La tercera Ley del Movimiento de Newton es el principio de acción y reacción . Este postula que a cada acción corresponde una reacción igual y contraria. Es decir, si un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, el cuerpo B reacciona y ejerce una fuerza igual y contraria sobre el cuerpo A.

Los cohetes funcionan en base al mismo principio, ya que se aceleran al ejercer una gran fuerza sobre los gases que expulsan. Estos gases ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente lo hace avanzar.

La tercera ley de Newton se establece a menudo como sigue: “ A toda acción siempre se opone una reacción igual.” Es importante insistir que las fuerzas de acción y reacción actúan sobre diferentes cuerpos. Nunca actúan sobre el mismo cuerpo.

Las fuerzas de acción y reacción constituyen un par de fuerzas. Las fuerzas siempre ocurren en pares. Nunca existe una fuerza única en ninguna situación.

Las fuerzas mecánicas especiales son:

La fuerza de fricción:

Aparece cuando dos cuerpos se encuentran en contacto entre ellos, y al menos uno de los cuerpos se mueve. Por ejemplo,

...