Conceptos Fundamentales de Física: Gravitación, Electricidad, Magnetismo y Energía

Gravitación

Ley de la Gravitación Universal: Dos partículas se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Campo Gravitatorio: Perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener masa.

Intensidad (g): Vectorial. En un punto del espacio, es la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto. La densidad de líneas de fuerza es proporcional al módulo del campo gravitatorio. Es decir, es más intenso donde las líneas de fuerza están más juntas. El peso de un cuerpo es la fuerza con que la Tierra lo atrae.

Electricidad

Electrización: Acumulación de cargas eléctricas (positivas o negativas) en un cuerpo.

• Por frotamiento: Fenómeno por el cual se comunica carga eléctrica a un cuerpo al frotarlo con otro.
• Por influencia: Fenómeno por el cual se consigue cargar un conductor neutro por efecto de la proximidad de otro cuerpo cargado eléctricamente.

Ley de Coulomb: Cuando dos cuerpos electrizados con carga del mismo signo se repelen mutuamente. La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Campo Eléctrico: Perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener carga eléctrica.

Intensidad (E): En un punto del espacio, es la fuerza que actuaría sobre la unidad de carga positiva situada en ese punto.

Magnetismo

Fuerzas Magnéticas: Fuerza que ejercen los imanes o las corrientes eléctricas.

Campo Magnético: Perturbación que los imanes o las cargas eléctricas en movimiento producen en el espacio que los rodea.

Fuerzas de la Naturaleza

• Fuerzas Gravitatorias (F. grav.): Se ejercen entre dos cuerpos cualesquiera por el hecho de tener cierta masa. Siempre son atractivas. Son interacciones débiles, apreciables cuando, al menos, uno de los dos cuerpos tiene una gran masa.
• Fuerzas Electromagnéticas: Se ejercen entre las cargas eléctricas, ya estén en reposo o en movimiento, y también entre imanes. Pueden ser atractivas o repulsivas. Son de mayor intensidad que las gravitatorias.
• Fuerzas Nucleares Fuertes: Son las responsables de la estabilidad del núcleo de los átomos al mantener unidos a neutrones y protones. Son más intensas que las fuerzas gravitatorias y electromagnéticas a distancias muy cortas. Son de corto alcance.
• Fuerzas Nucleares Débiles: Son las responsables de la desintegración de algunos núcleos atómicos con emisión de electrones. Son de menor intensidad que las nucleares fuertes. Son de corto alcance.

Analogías y Diferencias entre Campos

Analogías entre el Campo Gravitatorio y el Campo Eléctrico

• Ambos son campos centrales y, por ello, sus líneas de fuerza son abiertas.
• Su intensidad es directamente proporcional a la masa o la carga que crea el campo, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Diferencias entre el Campo Gravitatorio y el Campo Eléctrico

• Las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas, mientras que en el campo eléctrico pueden ser atractivas o repulsivas.
• G (constante de gravitación universal) es una constante universal, y K (constante de Coulomb) varía de un medio a otro.

Diferencias entre el Campo Eléctrico y el Campo Magnético

• El campo eléctrico es creado por cargas eléctricas, ya estén en reposo o en movimiento, y el campo magnético es creado por cargas eléctricas en movimiento o por imanes.
• El campo eléctrico afecta a cualquier carga eléctrica que se introduzca en él, mientras que el campo magnético solo afecta a las cargas eléctricas si están en movimiento.
• Las cargas eléctricas se pueden aislar, pero los polos magnéticos no se pueden aislar (siempre existen dos polos: norte y sur).
• Las líneas de fuerza del campo eléctrico son abiertas, y las líneas de inducción del campo magnético son cerradas.

Energía

Energía Cinética: Es la capacidad que posee un cuerpo para realizar trabajo por el hecho de estar en movimiento.

Energía Potencial: Es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de hallarse a cierta altura sobre la superficie de la Tierra.

Fuerza Conservativa: Es capaz de devolver el trabajo realizado por una fuerza exterior que tiene sentido opuesto a ella.

Fuerza Disipativa (o No Conservativa): Es incapaz de devolver el trabajo realizado por una fuerza exterior que tiene sentido opuesto a ella.