Definición y áreas de interés Proyecto
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L a G r a n E n c i c l o p e d
i a I l u s t r a d a d e l P r o y e c t o S a l ó n H o
g a r
Comprende el estudio del movimiento teniendo en
cuenta las causas que lo produce. La sección incluye la relación
fuerza-movimiento, las leyes de movimiento y gravitación
universal de Newton y la conservación de movimiento.
Interacciones
Todos los objetos físicos del universo están en
una situación de intercambio de “acciones” de uno sobre otros y
viceversa. Esas acciones mutuas se denominan interacciones. La
Física es la ciencia de las interacciones, por eso es importante
establecer sus semejanzas y diferencias. El universo es un mundo
de interacciones y existe debido a que las partículas
fundamentales interactúan, ya sea porque decaen o se aniquilan,
o bien porque responden a una fuerza debida a la presencia de
otra partícula (por ejemplo, durante una colisión). Todas las
fuerzas del mundo se pueden explicar a través de las
interacciones.
Un universo de interacciones
En el diccionario la palabra interacción tiene el siguiente
significado: acción que se ejerce
recíprocamente entre dos o más objetos, agentes, fuerzas,
funciones, etc. ¿Qué quiere decir esto realmente? En la
vida diaria se interactúa de muchas y diversas formas con todo
lo que te rodea. Cuando se fija en una forma particular de
interacción sobre algún objeto, se utiliza usualmente el término
fuerza . Por ejemplo, al empujar
un auto se está interactuando con él; Es decir se está
ejerciendo una fuerza sobre él.
Al observar a tu alrededor notarás que en tu entorno existe una
gran cantidad de objetos que te rodean; dichos objetos pueden
ser asimilados a través de los sentidos es decir, puedes verlos,
olerlos, tocarlos, oírlos en caso que produzcan algún ruido o
bien puedes observarlos a través de instrumentos que han sido
inventados para ampliar nuestros sentidos a niveles más pequeños
o mucho más grandes.
Todo lo que es capaz de influenciar en nuestros
sentidos constituyen los objetos físicos. Todos los
objetos físicos del universo
están en una constante atracción y repulsión. Esas influencias
mutuas que ejercen los cuerpos entre sí se denominan
interacciones. Esto significa que entre unos objetos y otros se
producen acciones recíprocas.
En una interacción por lo menos intervienen dos
objetos físicos.
No existe en el mundo ningún objeto que no esté sometido a la
acción de otro y viceversa.
Cuando se efectúa una interacción entre dos cuerpos se puede
producir modificaciones en las condiciones iniciales de los
objetos físicos que intervienen, como en el caso del choque de
dos esferas y que como consecuencia desvían su dirección de
movimiento.
Interacción y movimiento
¿Cuándo se dice que algo se está moviendo?... Imagínese
un auto que corre en una carretera. Se dice de él que se está
moviendo... ¿Por qué? Supóngase que no puede ver el auto, pero
que sí sienten su sonido. A medida que se acerca, escucha cada
vez más fuerte el ruido del motor; esto le dice que el vehículo
se mueve hacia usted. Si el auto
se alejase, entonces el ruido se escucharía cada vez más débil.
Si pudiese ver el auto, entonces diría que se mueve hacia usted,
pues se ve cada vez más grande y, a la inversa, si este se aleja
se vería más pequeño.
Lo anterior nos hace pensar que el movimiento está asociado al
cambio de ciertas cosas que
nosotros podemos percibir. En general, está asociado al cambio
de “algo” respecto del transcurso del tiempo. Tales cosas, como
ya se mencionó, pueden ser el sonido del motor o el tamaño
aparente del auto.
Cuando el auto del ejemplo se mueve en la carretera,
en el espacio , significa que la
distancia entre el vehículo y usted
varía , al igual que el ruido y el tamaño aparente, entre
otras cosas. Más específicamente, se dice que el auto se mueve
pues la posición de este respecto de algún lugar en la carretera
–por ejemplo, el sitio donde esté parado– varía conforme al paso
del tiempo. Ahora bien, si usted está dentro del auto, ¿sabe que
éste se mueve? ¿La variación de qué cosas le informaría de que
el auto se mueve y que, por ende, usted se mueve junto con él en
la carretera? ¿Qué produce un movimiento?
Será que para producir el movimiento de algún objeto se debe
interactuar con éste mediante un
contacto físico. Pero, ¿qué hay de cierto en esto? ¿Siempre es
necesario un contacto físico, un empujón, para producir
movimiento?
Sin embargo, no todas las interacciones pueden producir
movimiento. Al estar en una esquina y ver a un amigo al otro
lado de la calle y si quiere que él cruce hacia ti ¿qué debes
hacer? La respuesta es simple: debes hacerle notar que esta en
ese lugar. ¿Cómo? Lograrás tu cometido si interactúas con él.
Probablemente, lo llamaría por su nombre con un grito. No
obstante, ¿es esto suficiente? Posiblemente no, pues si tu amigo
va escuchando música en su walkman tal vez no perciba tu grito.
Esto quiere decir que la interacción que utilizaste no era la
apropiada, o bien no gritaste lo suficientemente fuerte.
Lo mismo sucede con un imán y un alfiler que se
encuentre sobre una mesa: si este último fuese de metal,
entonces será influenciado por el imán y veras que el alfiler se
mueve sobre la mesa hacia el imán. Sin embargo, esto no siempre
ocurre; existe una distancia crítica
para la cual se mueve el alfiler. Es decir, el movimiento
del alfiler depende de la intensidad
de la interacción que lo produzca. Por otro lado, si el
alfiler fuera de plástico la interacción no sería la apropiada y
el alfiler no se movería nunca.
Una interacción física consiste en
una acción recíproca entre dos componentes de la materia
o entre dos porciones de materia. Esta acción recíproca
se manifiesta fundamentalmente por un efecto de
atracción o de repulsión que recibe el nombre de Fuerza
de interacción.
El origen de las interacciones
De las tres interacciones fundamentales, una de ellas
operan en la escala del núcleo atómico (a distancias menores que
10-12m), pero producen enormes efectos observables:
son las interacciones nucleares (
nuclear fuerte y nuclear débil)
.
La interacción electromagnética
opera en toda la escala de distancias y se manifiesta como
fuerzas de contacto (rozamiento, elasticidad, golpes, etc),
reacciones químicas de todo tipo, fenómenos luminosos y
calóricos, y en cada dispositivo eléctrico o electrónico.
La galaxia Andrómeda
En las dimensiones cósmicas domina la
gravedad , que es la atracción
universal de la materia, y promotora de la aparición de galaxias,
estrellas y planetas. También se registra en todo fenómeno de
nuestra experiencia terrestre asociado a la caída de cuerpos:
cursos de agua, proyectiles, tropismos.
Universo
En las teorías del campo unificado
que se inician con Albert Einstein en 1910, se
desarrollan ecuaciones para describir las tres interacciones
fundamentales de la Naturaleza en términos de una sola, que
poseería todas las propiedades necesarias para que todo sea tal
como en efecto es.
En los comienzos Hipercalientes del Universo, a temperatura
mayor al billón de grados (1012 °K), la luz y la
materia constituían la misma sustancia, y había una única
interacción que mantenía todo unido. Como consecuencia de la
expansión del Universo, su temperatura fue descendiendo;
aparecieron entonces partículas provistas de carga eléctrica y
con masa, diferenciadas de la radiación y, por consiguiente, la
interacción única se desdobló en las tres interacciones
fundamentales que se observan en la actualidad.