Ms C. María Dolores Zubero Puerta

Banner_interacciones

De estudios de Física conocemos que la fuerza es la causa de la variación de la velocidad de los cuerpos, la causa de la variación de su estado mecánico, la causa de que un cuerpo se mueva por una trayectoria curvilínea, la fuerza es un concepto que nos da la medida de la interacción entre los cuerpos.

Como hemos visto si hablamos de una fuerza que actúa sobre un cuerpo, las fuerzas no existen aisladas, siempre surgen de la interacción entre los cuerpos, existen en parejas.

 Conoces que existe una gran variedad de fuerzas en el Universo: las fuerzas que mantienen a los planetas, cometas y otros cuerpos orbitando alrededor del Sol, las que permitieron la formación de galaxias y el lanzamiento de naves espaciales, las que se producen entre cuerpos electrizados, la que hace que las partículas se muevan en los grandes aceleradores, las que mantienen a los electrones ligados al núcleo de los átomos, las que permiten la flotación de los barcos, o que un globo ascienda en el aire.

A pesar de la enorme diversidad de fuerzas hoy se conoce que se deben a cuatro interacciones fundamentales:

Interrogante-12

¿Cuáles son las características de las interacciones fundamentales en el Universo?



  • Comencemos por la más conocida de todas: las interacciones gravitatorias ¿Cuáles son sus características?

  • Las interacciones  atractivas que se ejercen entre todos los objetos que poseen masa son las interacciones gravitatorias. Este tipo de interacción es la responsable de la estructura y movimiento de los grandes cuerpos en el Universo: planetas, satélites, estrellas, galaxias, entre otros.
  • Todos los cuerpos en el Universo se atraen con fuerzas que son directamente proporcionales al producto de sus masas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que los separa, es decir las fuerzas de interacción gravitatoria se rigen por la ley de Gravitación Universal descubierta por Isaac Newton.
  • Son las más universales de todas las fuerzas conocidas
  • Tienen un radio de acción infinito, actúan desde las distancias pequeñísimas que separan a las partículas en el interior de los núcleos atómicos hasta las enormes distancias que separan a las galaxias en el cosmos.
  • Se transmiten a través del campo gravitatorio.
  • Se supone que la partícula mediadora en las interacciones de tipo gravitatorio sea el gravitón

A pesar de la atracción de la Tierra un libro sobre la mesa no se hunde a través de esta, todos conocemos que el libro no se deslizará a pesar de que inclinemos un poco la mesa, a nadie asombra la capacidad de los pies de aumentar su velocidad si por detrás aparece un perro rabioso, no nos detenemos a pensar por qué los cuerpos sólidos y líquidos mantienen intacta su forma. Esto se debe a las interacciones electromagnéticas.

La estructura de la envoltura atómica, la concatenación de los átomos en moléculas  y la formación de los cuerpos sólidos y líquidos vienen determinadas solamente por las fuerzas electromagnéticas. Es difícil y casi imposible señalar un fenómeno que no esté relacionado con la acción de estas fuerzas, y es difícil enumerar la diversidad de sus manifestaciones.

.Interrogante-12¿Cuáles son las características de las interacciones de tipo electromagnético?

La interacción electromagnética  es la que se produce entre las partículas o cuerpos electrizados, ya en esos en movimiento o en reposo.

Estas fuerzas de tipo electromagnético pueden ser de atracción o repulsión.

Tienen un radio de acción infinito.

Dependen no solo de la distancia entre las partículas sino también de la velocidad de su movimiento.

Se transmiten a través del campo electromagnético.

La interacción gravitatoria se transmite a través del campo electromagnético.

La partícula mediadora en este tipo de interacción es el fotón.

Al igual que las interacciones de tipo gravitatorio responden al principio de superposición.

Se pueden apantallar, a diferencia de las interacciones de tipo gravitatorio.

Aún las personas que no tienen formación en Física conocen de la enorme importancia de la energía nuclear, conocen la existencia de las centrales electronucleares, las reacciones nucleares que se producen en ellas, la utilización de la energía nuclear en armas de destrucción masiva como las bombas que el imperialismo yanqui hizo explotar en 1945 en Hiroshima y Nagasaki y que la posibilidad de un conflicto nuclear es hoy día un fantasma que amenaza la supervivencia de la humanidad. Reacciones nucleares también tienen lugar en las estrellas, en nuestro Sol.

Interrogante-12¿Cuáles son las fuerzas que mantienen unidos a los protones y neutrones en el núcleo de los átomos? ¿Por qué la repulsión eléctrica entre los protones en el núcleo atómico no hace que los núcleos se desintegren? ¿Cuáles son las características de este tipo de interacciones?


Interacción que mantiene unidos a los quarks para formar hadrones (protones, neutrones y mesones) y a los protones y neutrones para formar el núcleo atómico  es la interacción fuerte.

 

Este tipo de interacciones se transmite  a través del campo nuclear o campo de gluones.

La partícula mediadora es el gluón.

Son fuerzas de corto alcance, actúan solo a distancias que tienen las dimensiones del núcleo atómico.

Por último hay otro tipo de interacción fundamental: la responsable de cierto tipo de desintegraciones, como la desintegración beta de los núcleos atómicos. Esta es la interacción débil.

La interacción débil es de corto alcance, es decir actúa a distancias menores que las dimensiones del núcleo de los átomos.

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

Se transmiten a través del campo de bosones.

Las partículas mediadoras son los bosones vectoriales W± y Z0.

Imagen2Actividades de aprendizaje

1.- Confecciona un cuadro con las características de las cuatro interacciones fundamentales.

 

2.- Indaga en las enciclopedias que tienen su centro o en libros de física acerca de las características de la interacción débil. Confecciona un breve resumen de lo estudiado.

3.- Indaga en enciclopedias  acerca de las teorías físicas que intentan unificar las interacciones fundamentales en el universo y confecciona un cuadro sinóptico de estas.

4.- Confecciona n breve resumen de las principales teorías de la unificación de las interacciones fundamentales.