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Concepto Campo

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Presentación donde se explica el concepto campo a partir de un modelo simple, que destaca las modificaciones del espacio producto de una carga puntual o una masa.

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Concepto Campo

  1. 1. El concepto campo F u n d a m e n t a l e n m e c á n i c a y e l e c t r i c i d a d
  2. 2. Estudiar y analizar cómo una carga eléctrica puntual o masa genera modificaciones en el espacio. Modificaciones que modelizaremos a través del concepto: Campo.
  3. 3. Es importante analizar y comprender, lo que queremos decir con modificaciones al espacio
  4. 4. Imaginemos una esponja de las que usamos para lavar los platos.
  5. 5. La esponja, cuando no ha sido usada, se ve firme (tensa) y uniforme a todo lo largo de su superficie superior.
  6. 6. La superficie del siguiente dispositivo, que fabricamos, también tiene una superficie firme (tensa) y uniforme.
  7. 7. Para el caso que queremos modelizar, la superficie de la esponja y la superficie del dispositivo van a representar el espacio.
  8. 8. ¿Qué sucede a la superficie de la esponja o a la superficie del dispositivo, si colocamos sobre ellas una esfera de hierro sólida?
  9. 9. Al colocar una esfera sólida sobre la esponja observamos que su superficie de la esponja deja de ser firme (tensa) y uniforme.
  10. 10. Lo mismo ocurre con la superficie de nuestro dispositivo.
  11. 11. Lo anterior es lo mismo que hace una carga eléctrica puntual o una masa, al espacio que la rodea, producir deformaciones.
  12. 12. ¿Qué hace un Físico ante una situación como la que acabamos de describir?
  13. 13. Un Físico ante una situación como esta, se preguntaría: ¿cómo medimos la deformación de la esponja?
  14. 14. Pero, para medir la deformación de la esponja en su superficie, es necesario elaborar un modelo simple.
  15. 15. ¿Cómo construimos un modelo simple, que nos ayude a explicar las modificaciones del espacio?
  16. 16. En este punto es necesario identificar, en el fenómeno de deformación de la esponja o en la deformación de la superficie del dispositivo, debido al peso de la esfera de hierro sólida, una propiedad física medible que represente dicha deformación.
  17. 17. ¿Cuál es la propiedad física medible que representa dicha deformación, en los dos ejemplos que estamos analizando?
  18. 18. La altura de la esponja, así como la altura del dispositivo, teniendo como referencia la superficie sobre la que reposan: ¿es medible?
  19. 19. ¿Cuántas alturas identificamos?
  20. 20. Una altura para cada caso, antes de la deformación, y un conjunto de alturas después de la deformación.
  21. 21. Específicamente, nos centraremos en comparar lo que sucede antes y después de la deformación, a la altura de la esponja y a la altura del dispositivo, en cualquiera de sus puntos, alrededor de la esfera de hierro sólida.
  22. 22. Como primer elemento para la comparación de las alturas, inicial y finales, establecemos una altura . Esta altura tiene como referencia la superficie plana, sobre la que reposa, tanto la esponja o el dispositivo construido.
  23. 23. La altura inicial de la esponja , antes de colocar sobre ella la esfera de hierro sólida es igual en cualquier punto en su superficie. Lo mismo pasa con el dispositivo construido.
  24. 24. Pero, después de colocada la esfera sólida vemos que la altura de la esponja o la altura del dispositivo a la superficie sobre la que reposan, alrededor de la esfera sólida, cambia punto a punto.
  25. 25. Incluso podemos mejorar el modelo, porque observamos que no es necesario que exista contacto entre la esponja y la esfera sólida para que exista una deformación, es decir, una diferencia de altura en cualquier punto de la superficie de la esponja, según se ve en las figuras a continuación.
  26. 26. ¿Cómo representamos eso en el modelo que estamos construyendo?
  27. 27. Entonces, a modo de recapitulación de este ejemplo, podemos decir que la esfera sólida ha deformado el espacio a su alrededor (la superficie de la esponja) y que ahora existe un valor distinto para h, en cualquier punto (cualquier posición) en la cercanía de la esfera sólida.
  28. 28. ¿Qué diría un físico ante estos resultados?
  29. 29. Un Físico diría que en la vecindad de la esfera sólida, existe un campo de alturas.
  30. 30. Vamos a ver que ese ejemplo es válido para la atracción gravitatoria entre el sol y la Tierra y la Tierra y la Luna. Cómo muestran las imágenes siguientes (obtenidas en Google imágenes).
  31. 31. Recapitulemos, la existencia de una masa de los cuerpos como la de la esfera sólida, la de la Tierra, la de la Luna y la del Sol, deforman el espacio y se explican con el modelo de interacciones de tipo gravitatorio.
  32. 32. ¿Qué es un campo en Física?
  33. 33. El concepto de campo es fundamental en toda la Física.
  34. 34. Este concepto tiene alguna relación con un campo de fútbol o un campo de maíz, sin embargo en Física este concepto se caracteriza por preciso y complejo, pues requiere del manejo de herramientas matemáticas con cierto nivel de complejidad.
  35. 35. Muchas gracias

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