Interacciones

Introducción

En el presente trabajo son explicadas de forma concreta todos los tipos de Interacciones existentes y todos aquellos factores que inciden en ellas, destacando de igual manera las leyes de grandes físicos como lo fueron Newton que planteo tres distintas leyes, Coulomb y Hooke. Cabe destacar que serán explicadas de igual forma las fuerzas mecánicas especiales o tipos de fuerza que a su vez constan de definiciones como peso de un cuerpo, fuerza elástica, fuerza de tensión, entre otros conceptos referentes al mismo.

Esquema

1. Interacciones

2. Clasificación de las Interacciones

2.1. Diferencia entre interacciones

3. Fuerza

4. Tipos de Fuerza

5. Carácter Vectorial de la Fuerza

6. Leyes de Newton

7. Ley de Coulomb

8. Ley de Hooke

9. Diagramas de Cuerpo Libre

Desarrollo

1. Interacción: es el término que describe una acción que se desarrolla de modo recíproco entre dos o más organismos, objetos, agentes, unidades, sistemas, fuerzas o funciones.

2. Clasificación de las Interacciones:

 Interacciones Gravitatorias: Es la más conocida de las interacciones, (y al mismo tiempo la que plantea mayores problemas teóricos), ya que el Modelo Estándar no da cuenta de ellas, es muy débil y afecta a todas las partículas, e incluso a las sin masa como el fotón debido a que a grandes distancias, por su efecto acumulativo con la masa, tiene mayor efecto que las demás. Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias y contrariamente al electromagnetismo, sólo tiene carácter atractivo. A distancias atómicas, y en comparación con el resto de interacciones es la más débil de todas.

La interacción gravitatoria, hace que cualquier tipo de materia provista de energía interaccione entre sí. Para formas de materia ordinaria cuyo tensor energía-impulso satisface ciertas condiciones de positividad, tendrá un carácter atractivo. La teoría de la relatividad general estudia el comportamiento de esta interacción a escala planetaria y supragaláctica describiéndola como una Curvatura del espacio-tiempo. En otras palabras, la interacción gravitatoria es una manifestación de la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas. La teoría newtoniana de la gravitación es una aproximación no-relativista a la interacción gravitatoria.

Según la hipótesis del modelo estándar, la interacción gravitatoria, gravitación o fuerza de la gravedad, es transmitida por el gravitón. Cabe indicar que la teoría de la gravitación, en su formulación actual, no es una interacción que sea muy consistente con la descripción usual de la física de partículas. Sin embargo, debido a que la gravitación es sólo perceptible en distancias muy por encima del radio atómico esto permite en la práctica usar ambas teorías simultáneamente sin encontrar conflicto, en la mayoría de situaciones prácticas. La fórmula de esta interacción seria:

 Interacción Electromagnética: 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.

• Interacciones Electroestáticas: es la responsable de la atracción o repulsión entre objetos con carga eléctrica. Establece que dos cargas del mismo signo se repelen, mientras que dos cargas de signos opuestos se atraen.

 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.

• Interacción Débil: La interacción débil, también conocida como interacción nuclear débil, se acopla a un tipo de carga llamada sabor, que la poseen los quarks y los leptones. Esta interacción es la causante de los cambios de sabor en estas partículas, en otras palabras es la responsable de que los quarks y leptones decaigan en partículas más livianas, además es la que produce desintegraciones beta.

• Interacción Fuerte: Esta fuerza es la responsable de mantener unidos a los nucleones (protones y neutrones) que coexisten en el núcleo atómico, venciendo a la repulsión electromagnética entre los protones que poseen carga eléctrica del mismo signo (positiva) y haciendo que los neutrones, que no tienen carga eléctrica, permanezcan unidos entre sí y también a los protones.

Nota: Gravity  Gravedad Electro Magnetic  Electro Magnetismo

Weak  Débil

Strong  Fuerte

2.1. Diferencia entre interacciones

Interacción Teoría descriptiva

Mediadores Fuerza relativa Conducta con la distancia (r) Alcance (m)

Fuerte

Cromodinámica cuántica (QCD)

Gluones

1038

10-15

Electromagnética

Electrodinámica cuántica (QED)

Fotones

1036

Débil

Teoría electrodébil

Bosones W y Z

1025

10-18

Gravitatoria

Gravedad cuántica

Gravitaciones (hipotéticos) 1

Interacción

Gravitatoria

Electromagnética

Débil

Fuerte

Accionar Masa-energía.

Carga eléctrica.

Carga de sabor.

Carga de color.

Partículas a las que afecta

Todas. Partículas con carga. Leptones y quarks.

Quarks y gluones.

Partículas mediadoras

Gravitón.

Fotón

Bosones W y Z.

Gluón.

Intensidad para

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