FUERZAS EN EQUILIBRIO ESTÁTICO EN LA MADRE TIERRA Y EL COSMO

¿Qué es la fuerza?

Su palabra proviene del latín fortia. La fuerza es la capacidad para realizar un trabajo físico o un movimiento, así como también la potencia o esfuerzo para sostener un cuerpo o resistir un empuje. Los efectos que puede tener una fuerza son que un cuerpo se deforme (por ejemplo, si apretamos o estiramos un trozo de goma de mascar); que un cuerpo permanezca en reposo (por ejemplo, para mantener estirado un puente, hay que hacer fuerza sobre él), y que cambie su estado de movimiento (ya sea cuando el objeto este estático, o acelerarlo o frenarlo cuando se esté moviendo).

En el campo de la física, la fuerza es una magnitud vectorial, y es toda causa capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto del tiempo. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional (SI) es el newton, de símbolo N. El concepto de fuerza se suele explicar matemáticamente en términos de las tres leyes del movimiento de Newton.

En una fuerza pueden tenerse en cuenta diferentes rasgos determinantes: el punto de aplicación (punto del cuerpo sobre el que se ejerce la fuerza); la dirección (recta sobre la que la fuerza induce a moverse al cuerpo); el sentido (orientación de la fuerza) y la intensidad (medida de la fuerza respecto a una unitaria establecida).

Existen dos tipos de fuerzas; las que actúan por contacto, en donde el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo sobre el que esta se aplica, por ejemplo: lanzar una piedra, tirar de una cuerda, etc. Y las que actúan a distancia, aquí el cuerpo el cuerpo que ejerce la fuerza no está en contacto con el cuerpo sobre el que esta se aplica, ejemplo: la fuerza de atracción magnética, la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos, etc.

Tipos de Fuerzas en la naturaleza

La mayoría de los fenómenos que ocurren en la naturaleza pueden ser explicados a través de cuatro interacciones que ocurren en la naturaleza. Fenómenos tales como el movimiento de los planetas, cometas y otros astros en torno al Sol, el movimiento de las cargas en un conductor que inducen a un campo magnético, las fuerzas de atracción que experimentan los electrones en torno al núcleo,  la utilización de la energía de los núcleos atómicos, entre muchos otros sucesos, ocurren gracias a la acción de cuatro fuerzas.

En la naturaleza, existe la interacción de cuatro fuerzas a saber: la fuerza gravitacional, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética y la interacción débil.

Así mismo, según Young y Freedman (2009) “las partículas se clasifican de acuerdo con sus interacciones”. por lo tanto existen para cada interacción, un tipo de partícula específica.

Entre las características de las interacciones de las fuerzas fundamentales en la naturaleza se encuentran:

 Fuerza gravitacional: Todos los cuerpos son atraídos por una fuerza que es directamente proporcional a sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La fuerza gravitacional es la causante de que los cuerpos caigan y del movimiento  de los cuerpos celestes que se encuentran en el universo: planetas, satélites, estrellas, galaxias, cometas, entre otros.  Su partícula mediadora es el gravitón.  Posee un radio de acción infinito.

Interacción electromagnética: Es considerada la fuerza que actúa sobre las partículas con carga eléctrica. Toda carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor y es de naturaleza atractiva o repulsiva, dependiendo de las cargas. La partícula mediadora es el fotón. Al igual que la interacción gravitacional, posee un radio de acción infinito.

Interacción nuclear fuerte: Es la interacción más fuerte que existe y permite mantener los nucleones (protones y neutrones), en interacción. Se refiere a la interacción que mantiene unidos a los quarks para formar hadrones, (protones, neutrones y mesones), por lo tanto permite mantener el núcleo unidos. Esta fuerza es la responsable de la estabilidad en toda la materia (Román). La partícula mediadora en esta interacción es el gluón. “Son fuerzas de corto alcance, actúan sólo a distancias que tienen las dimensiones del núcleo atómico”. (Zubero, 2010).

Interacción nuclear débil: Este tipo de fuerza es responsable de la desintegración beta de los núcleos de los átomos. Esta interacción es de corto alcance, es decir, distancias menores que las dimensiones del núcleo.
“Es la interacción responsable de que un quark de un tipo se transforme en un quark de otro tipo como ocurre en la desintegración Beta de los núcleos”. (Zubero, 2010). La partícula mediadora son los bosones.

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