El fenómeno más hermoso que se puede ver en la física es cómo el universo está tan disciplinado y sincronizado. La fuerza ha mantenido el universo unido. Las fuerzas siempre han jugado un papel importante en la existencia humana, pero los humanos no se dan cuenta. Los seres humanos constantemente experimentamos alguna fuerza que actúa sobre ellos como la fuerza gravitacional, etc. Hay algunas fuerzas que existen naturalmente en el universo, se conocen como Fuerzas Fundamentales. Aprendamos sobre ellos con cierto detalle.
Fuerza
La fuerza es una interacción, ya sea con contacto o sin contacto. Cuando no hay oposición dada a la Fuerza, puede resultar en cambiar el movimiento, la forma, la posición de un cuerpo. Cada vez que ocurre alguna interacción entre dos objetos, hay una cierta fuerza que actúa sobre ellos. Hay muchos tipos de fuerzas presentes, por ejemplo, fuerza aplicada, fuerza gravitacional, fuerza de fricción, fuerza de tensión, etc.
Fuerzas fundamentales en la naturaleza
Estas fuerzas están tan bien definidas que cubren las fuerzas macroscópicas y microscópicas presentes en la naturaleza. Las fuerzas aprendidas o vistas por los humanos en la vida cotidiana, a partir de la fuerza de rozamiento, tracción, empuje, empuje, etc., se conocen como fuerzas derivadas , y no se consideran fuerzas fundamentales. Las fuerzas derivadas en realidad se derivan de las fuerzas fundamentales de una forma u otra. Algunas fuerzas fundamentales son,
- Fuerza gravitacional
- Fuerza electromagnetica
- Fuerza nuclear fuerte
- Fuerza nuclear débil
Estas fuerzas antes mencionadas son responsables de todas las observaciones obtenidas en fuerzas presentes en la naturaleza.
Fuerza gravitacional
Esta fuerza existe en virtud de las masas de cualquier objeto. La fuerza gravitacional es la fuerza de atracción mutua entre dos masas. La atracción entre cualquier masa y la Tierra se llama Gravedad. Isaac Newton fue el primero en dar el concepto de gravedad. La gravedad es la fuerza más intuitiva y más débil presente en la naturaleza. La ironía es que la gravedad en realidad mantiene unido al planeta, al sistema solar y al universo entero, pero se sabe que es la fuerza más débil presente en la naturaleza.
La fuerza de gravedad se da como,
fórmula para la fuerza gravitacional,
Donde, F = Fuerza de Gravitación
M1, M2 = Masas 1 y 2
r = Distancia entre las masas
G = constante gravitatoria (6,67× 10 -11 m 3 kg -1 s -2 )
Fuerza electromagnetica
Las cargas cuando están en reposo ejercen entre sí una fuerza conocida como fuerza eléctrica de atracción/repulsión. Las cargas iguales se repelen mientras que las cargas diferentes se atraen. Cuando las cargas comienzan a moverse y se vuelven dinámicas, desarrollan líneas de campo magnético alrededor y tienen fuerza magnética, estas dos fuerzas combinadas se conocen como fuerzas electromagnéticas presentes en la naturaleza.
Fuerza magnética producida por la corriente (carga en movimiento)
La combinación de las dos fuerzas anteriores, que siempre son perpendiculares entre sí, dará lugar a la fuerza electromagnética. La fuerza es producida por bosones sin masa y fotones presentes en las cargas. La fuerza electromagnética existe en la naturaleza y es responsable de muchas fuerzas derivadas que experimentamos todos los días, por ejemplo, fuerza de fricción, fuerza normal, elasticidad, etc.
Fuerza nuclear fuerte
Es la fuerza de atracción entre protones y neutrones. La fuerza es la misma ya sea que estén presentes protones y protones o que estén presentes neutrones y neutrones o que se observen protones y neutrones. En resumen, existe una fuerza nuclear fuerte entre todos los nucleones. En Rangos cortos, esta Fuerza es la más fuerte entre todas las fuerzas. Es importante notar que a una distancia de 10 -13 cm, esta fuerza se desvanece.
Fuerza nuclear débil
Esta Fuerza se ve en la Desintegración β de un núcleo. Científico llamado Wolfgang Pauli Primero predijo una partícula llamada Neutrino. El neutrino es una partícula sin carga que se libera junto con el electrón en el proceso de decaimiento β. Durante la desintegración β, cuando una partícula beta es expulsada de un átomo, tiende a acelerar alejándose del átomo y se requiere cierta fuerza para acelerar la partícula conocida como fuerza nuclear débil. La fuerza nuclear débil es más fuerte que la fuerza gravitacional pero más débil que una fuerza nuclear fuerte.
Tabla para representar el rango y la fuerza relativa de diferentes fuerzas:
| Efectivo | Rango | Fuerza relativa |
| Fuerza gravitacional | ∞ | 10 -38 |
| Fuerza electromagnetica | ∞ | 10 -2 |
| fuerza nuclear fuerte | < 10 -15 m | 1 |
| Fuerza nuclear débil | < 10 -18 m | 10 -13 |
Preguntas conceptuales
Pregunta 1: ¿Qué fuerza fundamental es la más fuerte y la más débil entre las fuerzas fundamentales presentes en la naturaleza?
Responder:
La fuerza más fuerte presente en la naturaleza es la Fuerza Nuclear Fuerte y la fuerza más débil presente en la naturaleza a escala atómica es la Gravedad.
Pregunta 2: ¿Cuáles de las siguientes fuerzas son fundamentales y cuáles se derivan de la naturaleza?
Fuerza nuclear débil, fuerza de fricción, gravedad, elasticidad, fuerza electromagnética, empuje
Responder:
Fuerzas Fundamentales ⇢ Fuerza Nuclear Débil, Gravedad, Fuerza Electromagnética.
Fuerza Derivada ⇢ Fuerza de Fricción, Elasticidad, Empuje.
Pregunta 3: Ahora se está utilizando una afirmación: «La gravedad no es una fuerza». Aclare esta afirmación.
Responder:
Isaac Newton descubrió inicialmente la gravedad y la fuerza gravitatoria. Entonces se afirmó que la gravedad es una Fuerza. Más tarde, con la ayuda de la Teoría de la Relatividad, Einstein afirmó que la Gravedad en realidad no es una fuerza sino el resultado de la orientación del espacio-tiempo. Es una consecuencia del movimiento de masas a lo largo de líneas geodésicas en el espacio-tiempo.
Pregunta 4: Si las masas de 2 objetos se duplican y el espacio entre ellos también se duplica. ¿Cómo cambiará la fuerza gravitacional entre ellos?
Responder:
La fuerza gravitacional se da como,
Cuando la Masa 1 y la Masa 2 se duplican, M1’=2M 1 , M2’=2M 2
La distancia entre las masas se duplica, r’= 2r
Nueva fuerza gravitatoria entre ellos,
Por lo tanto, el nuevo valor de la fuerza gravitacional será el mismo que el de la antigua fuerza gravitacional.
Pregunta 5: ¿Qué son las Pseudo Fuerzas? Dar ejemplos.
Responder:
Las pseudofuerzas también se conocen como fuerza de inercia o fuerza ficticia. Estas fuerzas en realidad no existen y son las fuerzas aparentes que se ven debido a que están definidas desde un marco no inercial.
Ejemplo: Un hombre ve a otro hombre que va en un automóvil y se da cuenta de que alguna fuerza está actuando sobre el hombre en el automóvil. Este tipo de fuerza vista es real ya que se ve desde un marco inercial o no acelerado. Sin embargo, el hombre en el automóvil, si mira al hombre parado, sentiría que se actúa sobre el hombre y que va hacia atrás, esta fuerza es una pseudo fuerza, ya que esta fuerza se ve desde un marco no inercial o un marco acelerado. .
Pregunta 6: ¿Qué dos fuerzas tienen un alcance infinito?
Responder:
Las dos fuerzas fundamentales que tienen un rango infinito son la fuerza gravitacional y la fuerza electromagnética.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por anjalishukla1859 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA