Conceptos Fundamentales de Campos Físicos, Gravitatorios y Magnéticos

Conceptos Fundamentales de Campos Físicos

Campo Físico

Región del espacio en la que a cada punto se le puede asignar un valor escalar o un vector.

Campo de Fuerzas

Perturbación que la presencia de un cuerpo causa en el espacio circundante, debido a su masa, carga eléctrica o cualquier otra propiedad capaz de generar interacciones a distancia.

Campo Uniforme

Aquel campo cuyo vector (magnitud y dirección) es constante en todos los puntos de una determinada región del espacio.

Campo Estacionario

Aquel campo cuyo valor en cada punto del espacio no cambia con el tiempo.

Líneas de Fuerza

Curvas imaginarias cuya tangente en cada punto indica la dirección del vector campo (eléctrico, magnético o gravitatorio) en ese punto. Su densidad suele representar la intensidad del campo.

Campo Gravitatorio

Definición de Campo Gravitatorio

Perturbación que un cuerpo con masa produce en el espacio circundante.

Principio de Superposición (Gravitación)

El campo gravitatorio total creado en un punto por varias masas es la suma vectorial de los campos individuales que cada masa crearía en dicho punto si estuviera sola.

Fuerza Conservativa

Aquella fuerza cuyo trabajo realizado sobre un cuerpo al moverse entre dos puntos depende únicamente de las posiciones inicial y final, y no de la trayectoria seguida. La fuerza gravitatoria es un ejemplo de fuerza conservativa.

Energía Potencial Gravitatoria

Es el trabajo, cambiado de signo, que realiza la fuerza gravitatoria al desplazar un cuerpo desde una posición de referencia (generalmente el infinito) hasta un punto determinado del campo gravitatorio.

Potencial Gravitatorio

Es la energía potencial gravitatoria por unidad de masa que adquiere una partícula al situarla en un punto específico del campo gravitatorio.

Velocidad de Escape

Velocidad mínima inicial que debe tener un objeto sin propulsión propia para escapar completamente de la atracción gravitatoria de un cuerpo masivo (como un planeta o estrella) y no regresar.

Campo Magnético

Definición de Campo Magnético

Campo vectorial generado por cargas eléctricas en movimiento (corrientes eléctricas) y por materiales magnéticos (imanes).

Circulación del Campo Magnético

Integral de línea del campo magnético (B) a lo largo de una curva cerrada (C). Está relacionada con la corriente que atraviesa la superficie delimitada por la curva (ver Ley de Ampère).

Ley de Lorentz

Describe la fuerza total ejercida por campos eléctricos (E) y magnéticos (B) sobre una carga eléctrica puntual (q) que se mueve con una velocidad (v). La componente magnética de esta fuerza (F = q(v x B)) es perpendicular tanto a la velocidad de la carga como al campo magnético.

Primera Ley de Laplace (Fuerza sobre un elemento de corriente)

Expresión de la fuerza magnética (dF) que actúa sobre un elemento de corriente (un segmento infinitesimal dl de un conductor por el que circula una intensidad I). Esta fuerza (dF = I(dl x B)) es proporcional a la intensidad, a la longitud del elemento y al campo magnético (B) externo.

Ley de Biot y Savart

Permite calcular el campo magnético (B) generado por una corriente eléctrica estacionaria (I). Describe cómo un elemento infinitesimal (dl) de un conductor por el que circula corriente crea un campo magnético (dB) en un punto del espacio.

Ley de Ampère

Relaciona la circulación del campo magnético (B) a lo largo de una curva cerrada (C) con la corriente eléctrica total (I_enc) que atraviesa la superficie delimitada por dicha curva. Específicamente, la circulación es igual a μ₀ (permeabilidad del vacío) multiplicado por I_enc (∮ B · dl = μ₀ * I_enc).