Interacciones

Interacciones.

Las interacciones pueden definirse como las influencias o acciones mutuas que ejercen los cuerpos entre sí.

Todos los objetos físicos del universo están en una constante atracción o repulsión. Como por ejemplo:

-Si se suelta un cuerpo este es atraído por la tierra.

-Cuando acercamos un imán o un clavo, este es atraído por el imán.

-Si aplicamos una fuerza a un resorte, este se deforma por la acción de dicha fuerza.

-Si frotamos un pedazo de plástico con un paño de lana y este es acercado a pequeños papelitos, estos son atraídos por el plástico.

Como puede notarse en los ejemplos, estamos en presencia de un conjunto de objetos físicos sobre los cuales se llevan a cabo acciones mutuas. Ellos están interaccionando.

Clasificación de las interacciones.

Esta clasificación atiende a su origen, intensidad y distancia de la actuación a la fuera.

-Interacciones gravitatorias, tienen su origen en una propiedad de los cuerpos como lo es su masa, entendiéndose a esta como la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Las fuerzas actuantes en este caso se llaman fuerzas gravitatorias y los cuerpos a pesar de las distancias grandes que lo separan siempre estarán interactuando gravitatoriamente.

-Interacciones electromagnéticas, se deben también a una propiedad de los cuerpos atribuida a ellos, que se le denomina carga eléctrica. Esta propiedad está caracterizada por el exceso o déficit de cargas negativas que posee un cuerpo. Estas interacciones actúan a distancias más cortas que las gravitacionales, pero se distinguen de esta porque la magnitud de la fuerza es mayor.

Las fuerzas actuantes se llaman fuerzas electrostáticas si las cargas están en reposo, pero cuando estas se ponen en movimiento estamos en presencia de fuerzas electromagnéticas.

-Interacciones nucleares, son aquellas que aparecen únicamente en el interior del núcleo atómico, originando fuerzas de gran intensidad, donde la distancia entre los cuerpos que interactúan es del orden 10 ala -15 metros. Cuando esta distancia aumenta, las fuerzas desaparecen.

Dentro de las interacciones que se llevan a cabo en el núcleo es necesario distinguir entre la interacción fuerte y la débil.

La interacción fuerte es de corto alcance, siendo la responsable de la ligadura de protones y neutrones en el núcleo, estando estos constituidos por partículas más pequeñas que reciben el nombre de quarks.

La interacción débil es de corto alcance y tienen la tendencia a producir estabilidades en ciertos núcleos, siendo la responsable de la mayoría de los procesos de decaimiento radiactivo, tales como la desintegración beta.

Fuerza.

Es toda causa capaz de originar dos clases de efectos.

-Efecto dinámico: Produciendo o modificando el movimiento de un cuerpo.

-Efecto deformador: Cambiando la forma de los cuerpos.

Para tener una idea más clara del significado de fuerza podemos observar los siguientes casos:

-Cuando acercamos un imán a unos clips, estos inician un movimiento (efecto) al ser atraídos por una fuerza magnética (causa).

-Si de un resorte colgamos una pesa, esta le produce al resorte una deformación (efecto), porque ella esa atraída por su propio peso debido a la fuerza de gravedad (causa).

-Si una esfera de plastilina la apretamos con los dedos (causa), notaremos que la esfera se deforma (efecto).

Como podemos notar en todos los casos analizados, existe una relación de causa-efecto. En los dos primeros casos las fuerzas magnéticas, musculares y gravitatorias (causa) originan un movimiento y una deformación (efecto).

En el caso de la esfera, una fuerza musculas (causa) origina una deformación (efecto).

Carácter Vectorial de la Fuerza.

Para que el efecto de una fuerza quede bien definido es necesario especificar tres elementos claves: magnitud, punto de aplicación, dirección y sentido. Esta es la razón por la cual la fuerza, cualquiera que sea su naturaleza, se dice que tiene carácter vectorial y como tal puede ser representada a través de vectores. Pueden sumarse restarse y descomponerse.

Representación grafica de las interacciones gravitatorias.

Consideramos dos masas m1 y m2 ubicadas sobre una misma recta de acción, como las representadas en la siguiente imagen. Recordemos que las fuerzas gravitatorias son únicamente atractivas.

La fuera con que la masa m2 atrae a la masa m1 la representamos con F21 y la fuerza con la que la masa m1 atrae a la masa m2 la representamos como F12

Representación gráfica de las interacciones eléctricas.

Consideramos dos cargas eléctricas positivas, ubicadas en los extremos de una recta. Recordamos que dos cargas del mismo signo se repelen, en cambio dos cargas de signo opuesto se atraen

+Q1 +Q2

- - - - - -

F21 F12

La fuerza con la carga Q2 repele a la carga Q1 la representamos como F21 y la fuerza con la carga Q1 repele a la carga Q2 la representaremos como F12.

-Q1 +Q2

- - - - - - -

F21 F12

Se muestran dos cargas con signos opuestos, F12 representa la fuerza con que la carga Q1 atrae a la carga Q2 y F1 representa la fuerza con la que la carga Q2 atrae a la carga Q1.

Fuerzas mecánicas especiales.

Peso de un Cuerpo

Es la fuerza con que él es atraído por la tierra.

Sabemos que entre los cuerpos y la tierra existe una interacción gravitacional, la cual se pone de manifiesto cuando los primeros, al faltarles apoyo o suspensión son aceleradas hacia la tierra por la acción de su propio peso.

P= m.g

Fuerzas elásticas

Se entiende por elasticidad a la propiedad que poseen los cuerpos de recuperar su forma original una vez deformados por el efecto de una fuerza externa. Todos los cuerpos en mayor o en menos grado son elásticos, dependiendo dicha elasticidad de factores tales como la estructura molecular interna y la fuerza exterior que se aplique.

Se llaman fuerzas elásticas a las fuerzas de restauración, originadas en la parte interna del material, que tienden a regresar el cuerpo de su posición original y que están aplicadas sobre el cuerpo que origina la deformación.

Fuerza normal

Cuando un cuerpo está colocado sobre un plano horizontal, el cuerpo ejerce sobre el plano una fuerza que comprime las moléculas de la superficie del plano en contacto, deformándolo. A su vez la superficie del plano trata de recuperar su estado original a través de las fuerzas elásticas, que es este caso se

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