Conceptos Fundamentales de la Física: Interacciones y Electricidad Básica

Conceptos Fundamentales de la Física

La Física es la ciencia que estudia los componentes básicos de la materia y sus interacciones mutuas.

Estructura Atómica

El átomo está compuesto por tres partículas subatómicas principales:

• Protones (+): Partículas con carga eléctrica positiva.
• Neutrones (sin carga neta): Partículas eléctricamente neutras.
• Electrones (-): Partículas con carga eléctrica negativa.

Interacciones Fundamentales de la Naturaleza

Una interacción física consiste en una acción recíproca entre dos componentes de la materia. Esta acción se manifiesta mediante una fuerza de atracción o repulsión, tracción o empuje. En la física, se reconocen cuatro interacciones fundamentales:

Interacción Gravitatoria

Consiste en la fuerza de atracción mutua que se produce entre todos los objetos del Universo, debido a una propiedad común a todos ellos denominada masa.

Interacción Electromagnética

Consiste en la fuerza de atracción o repulsión mutua entre objetos debido a una propiedad llamada carga eléctrica.

Interacción Nuclear Fuerte

Es la que mantiene unidos a los quarks para formar protones y neutrones, y también la que mantiene unidos a protones y neutrones en el núcleo atómico.

Interacción Nuclear Débil

Es la responsable del decaimiento radiactivo de partículas, es decir, procesos en los que una partícula se transforma en otras.

Carga Eléctrica y Polarización

¿Cuándo un cuerpo está cargado positivamente?

Cuando tiene un déficit de electrones.

¿Cuándo un cuerpo está cargado negativamente?

Cuando tiene un exceso de electrones.

¿Cuándo un cuerpo se encuentra polarizado?

Cuando, por alguna causa externa (como la proximidad de un objeto cargado), las cargas eléctricas dentro del material se reorganizan, acumulándose los electrones en un lado y dejando el otro lado con un déficit de electrones, sin que haya una transferencia neta de carga al cuerpo.

Principios de la Electricidad

Ley de las Cargas Eléctricas

Cargas de signos iguales se repelen y cargas de signos opuestos se atraen.

Materiales y Propiedades Eléctricas

Dieléctricos (o Aislantes Eléctricos)

Materiales que son malos conductores de electricidad, por lo que pueden ser usados como aislantes. Sus electrones están fuertemente ligados a los átomos y no se mueven libremente.

Conductores Eléctricos

Son materiales que ofrecen baja resistencia al flujo de la carga eléctrica, permitiendo que los electrones se muevan libremente a través de ellos.

Aislantes Eléctricos

Materiales con una elevada resistencia al paso de la corriente eléctrica, utilizados para reducir o impedir el flujo de energía eléctrica.

Instrumentos de Medición

Electroscopio

Aparato utilizado para detectar la presencia de cargas eléctricas y, en algunos casos, determinar su signo.

Métodos de Electrización

Electrización por Frotamiento

Proceso en el cual dos materiales neutros se frotan entre sí, resultando en la transferencia de electrones de uno a otro, dejándolos con cargas opuestas. Por ejemplo, si una varilla de vidrio frotada con una tela de seda (quedando positiva) se acerca a una barra de plástico frotada con un paño de lana (quedando negativa), se observa que la varilla de plástico y la de vidrio se atraen mutuamente.

Electrización por Inducción

Proceso de separación de cargas en un conductor debido a la presencia cercana de un objeto cargado, sin que haya contacto directo entre ellos.