Fuerzas de la naturaleza

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Fuerzas de la naturaleza

  1. 1. FUERZAS DE LA NATURALEZA-Gravitacional: Es una fuerza atractiva que depende del inverso del cuadrado de la distancia delos cuerpos que interactuen y es directamente proporcional a la masa de los cuerpos. Todo loque tiene masa produce esta fuerza y es de alcance infinito. Es la más debil de las fuerzasfundamentales.- Electromagnetica: Son las fuerzas producto de campos magneticos y electricos. Depende delas cargas y es atractiva o repulsiva, es la segunda más debil y tambien de alcance infinito.-Fuerza Nuclear Debil: Es aquella que produce la desintegracion radiactiva de la materia, seproduce por intercambio de Bosones Wy Z. Solo actua a distancias nucleares.-Fuerza Nuclear Fuerte: Es la que mantiene los protones y neutrones juntos en el nucleo. Esla mas fuerte de las interaciones y su alcance, es a lo sumo, de 1fm (femto-metro).Fuerza electrostáticaLos átomos que están presentes en todos los cuerpos, están compuestos de electrones,protones y neutrones.Los tres tienen masa pero solamente el electrón y el protón tienen carga. El protón tiene cargapositiva y el electrón tiene carga negativa.Si se colocan dos electrones (carga negativa los dos) a una distancia "r", estos se repeleráncon una fuerza "F".Esta fuerza depende de la distancia "r" entre los electrones y la carga de ambos. Esta fuerza"F" es llamada Fuerza electrostática.Si en vez de utilizar electrones se utilizan protones, la fuerza será también de repulsión pueslas cargas son iguales. (positivas las dos)La fuerza cambiará de repulsiva a atractiva, si en vez de poner dos elementos de carga igual,se ponen se cargas opuestas. (un electrón y un protón)El que la fuerza electrostática sea de atracción o de repulsión depende de los signos de lascargas:- cargas negativas frente a frente se repelen- cargas positivas frente a frente se repelenFuerzas de Fricción.La fuerza de fricción se da a partir del contacto entre dos cuerpos. En realidad, éste efectosiempre está presente en el movimiento de un cuerpo debido a que siempre se desplazahaciendo contacto con otro (el aire en la mayoría de los casos); en algunos casos, éste efectoes muy pequeño y es una buena aproximación despreciar su valor, pero en otros, es necesariotomar en cuenta ésta fuerza, debido a que determina el valor del movimiento.El coeficiente de rozamiento estático es coeficiente de proporcionalidad que relaciona la fuerzanecesaria para que un bloque empiece a deslizarse y la fuerza normal.Al ser un cociente de fuerzas carece de unidades:. La fuerza necesaria para que un bloque comience a deslizarse es igual a la Fuerza derozamiento máxima)Es importante distinguir entre este coeficiente y el coeficiente de rozamiento dinámico ( md).Siempre se cumple que me >md.Manipula la siguiente escena para ver cómo varía este coeficiente y entender mejor susignificado.Observa cómo la fuerza de rozamiento va variando, según sea la fuerza de tracción, hasta
  2. 2. llegar a un valor máximo. A partir de ese punto, la fuerza de rozamiento está asociada alcoeficiente de rozamiento dinámico.Fuerza de fricción cinéticaEn la siguiente figura mostramos un bloque de masa m que se desliza por una superficiehorizontal con velocidad constante. Sobre el bloque actuán tres fuerzas: el peso mg , la fuerzanormal N, y la fuerza de fricción Fk entre el bloque y la superficie. Si el bloque se desliza convelocidad constante, la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de fricción Fk.Podemos ver que si duplicamos la masa m, se duplica la fuerza normal N, la fuerza F con quetiramos del bloque se duplica y por tanto Fk se duplica. Por tanto la fuerza de fricción cinéticaFk es proporcional a la fuerza normal N.Fk = m k NTEORIA ANTIGUA HELIOCENTRICA Y TEORIA GEOCENTRICA La Tierra es una esfera fija, ubicada en el Centro del Universo, donde todos los astros, incluidoel Sol, giran a su alrededor. Teoría propuesta por Aristóteles y posteriormente reforzada porPtolomeo Aristóteles Ptolomeo G E O C E N T R I C A Tierra Centro.El orden de las esferas Ptolemaicas a partir de la Tierra es: Luna - Mercurio – Venus – Sol –Marte – Júpiter – Saturno - Estrellas fijasPLATON: La Tierra era una esfera que descasaba en el centro del Universo. Las estrellas yplanetas giraban alrededor de la Tierra en círculos celestiales. Es una antigua teoría deubicación de la Tierra en el Universo. Coloca la Tierra en el centro del Universo y los astros,incluido el Sol, girando alrededor de ella. Teoría Geocéntrica Resumen PTOLOMEO: La Tierraestá inmóvil y se encuentra en elcentro del Universo; el astro máscercano a la Tierra es la Luna ysegún nos vemos alejando, estánMercurio, Venus y el Sol casi enlínea recta, seguidossucesivamente por Marte, Júpiter,Saturno y las llamadas estrellasinmóviles. ARISTÓTELES:Eudoxus of Cnido, explicaciónmás matemática del movimiento delos planetas; puede explicarse con elmovimiento circular uniforme. En elsistema con creces aristotélico desarrollado, la Tierra esférica está en el centro del universo.La Teoría heliocéntrica fue propuesta por Nicolás Copérnico, por medio de la publicación en1543 de su libro De Revolutionibus Orbium Coelestium , en el cual afirmó que la Tierra y losdemás planetas giran alrededor de un Sol estacionario, en círculos perfectos. Copérnico H E L IO C E N T R I C A Sol CentroLa retrogradación, según la teoría heliocéntrica. Si consideramos al Sol como centro de nuestroSistema, podemos comprobar fácilmente que la trayectoria de un planeta, en éste caso Marte,con forma de disco rojo si lo vemos desde la Tierra, da la impresión de que retrocede en unmomento dado, (ver los puntos 5 y 6 ). Entonces en el supuesto de que el Sol esté en el centroy la Tierra como uno más de los planetas, girando alrededor del Sol, puede comprenderseclaramente el razonamiento de la retrogradación como el aparente cambio de dirección deMarte, puesto que como ahora sabemos, los planetas giran a distintas distancias del Sol. Vistosdesde la Tierra, Mercurio y Venus tienen órbitas internas o más cercanas al Sol y Marte,Júpiter, Saturno y los demás tienen órbitas mas externas o más alejadas del Sol.
  3. 3. Johannes Kepler (1571-1630)1.- Su gran obra de astronomía, Nueva astronomía o Física del cielo (1609), señala el iniciode la astronomía moderna. Presenta las dos primeras leyes (la tercera la publicará enHarmonices Mundi, 1619). Con ellas desaparecen las esferas cristalinas, la idea de movimientocircular; y en su lugar aparece un sistema totalmente nuevo con movimientos elípticos y unarelación matemática entre las formas de estos movimientos y su velocidad. De esta forma elsistema del universo se encontraba fuertemente organizado por layes matemáticas sencillas yde validez universal.2.- En 1612 Kepler se hizo matemático de los estados de la Alta Austria. Mientras vivía en Linz,publicó su Harmonices mundi, Libri (1619), obra en la que hizo pública su tercera ley: larelación lineal entre el cubo de la distancia promedio de un planeta al Sol y el cuadrado de superíodo de revolución.Hacia la misma época publicó un libro, Epitome astronomiae copernicanae (1618-1621), quereúne todos los descubrimientos de Kepler en un solo tomo.Igualmente importante fue el primer libro de texto de astronomía basado en los principioscopernicanos, y durante las tres décadas siguientes tuvo una influencia capital convirtiendo amuchos astrónomos al copernicanismo kepleriano. La última obra importante aparecida en vidade Kepler fueron las Tablas rudolfinas (1625). Basándose en los datos de Brahe, las nuevastablas del movimiento planetario reducen los errores medios de la posición real de un planetade 5 °a 10. LEY DE GRAVITACIÓNUn momento culminante en la historia de la Física fue el descubrimiento realizado por IsaacNewton de la Ley de la Gravitación Universal: todos los objetos se atraen unos a otros con unafuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional alcuadrado de la distancia que separa sus centros. Al someter a una sola ley matemática losfenómenos físicos más importantes del universo observable, Newton demostró que la físicaterrestre y la física celeste son una misma cosa. El concepto de gravitación lograba de un sologolpe: Revelar el significado físico de las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario. Resolver el intrincado problema del origen de las mareas Dar cuenta de la curiosa e inexplicable observación de Galileo Galilei de que el movimiento deun objeto en caída libre es independiente de su pesoque es la aceleracion de la gravedad ?La intensidad del campo gravitatorio, aceleración de la gravedad o, simplemente, gravedad, esla aceleración que sufriría un objeto en caída libre sobre otro. Puede interpretarse como lafuerza gravitatoria por unidad de masa. El concepto de aceleración de la gravedad es el másintuitivo, a diferencia de la propia fuerza. La gravedad sobre la superficie de un planetatípicamente esférico.En el caso de la Tierra, a nivel del mar el valor aproximado es un valor convencional y coincidecon el valor exacto de la magnitud medido en la ciudad alemana de Darmstadt.El valor de la aceleración de la gravedad tiene su valor máximo en la superficie del planeta,disminuyendo de forma aproximadamente parabólica con la altura y de forma lineal con laprofundidad:La aceleración de la gravedad en la Tierra varía según la altura. En la superficieestá definida por 9,80665 m/s2La gravedad de 9.81 m/s^2 es una convencion, pero el valor es diferente en dieferentes puntosen la superficie de la tierra.variacionAl alejarte de la tierra, por definicion en la ley de gravitacion universal, la fuerza debido a lagravedad disminulle. Estosignifica que los cuerpos "pesan" menos conforme te alejas de latierra.

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