Fisika Oinarriak: Indarrak, Eremuak eta Erradioaktibitatea

Indar Kontserbakorrak eta Ez-Kontserbakorrak

Indar eremu kontserbakorra da, partikula bat A puntutik B puntura eramateko eremuaren indarrek egindako lana hasierako eta amaierako puntuen mende baino ez dagoenean, hau da, egindako bidearen mende ez dagoenean. Izan ere, indar kontserbakor bat dagoenean, badago magnitude eskalar bat, energia potentziala, zeinen aldakuntza bi puntuen artean lan horren berdina den:
E = EPA - EPB
Ibilbidea edozein izanda ere, lana berdina da. Adibidez, indar grabitatorioa indar kontserbakorra da.

Indar ez-kontserbakorra da, bi puntuen artean higitzean indarrek egindako lana ibilbidearen araberakoa denean. Kasu honetan, ez dago indar horrekin lotutako energia potentzialaz hitz egiterik. Adibidez, marruskadura indarra indar ez-kontserbakorra da.

Grabitazio Potentziala eta Energia Potentzial Grabitatorioa

Masa puntual baten grabitazio potentziala (V) honela adierazten da:
V = -GM/r

Grabitazio energia potentziala: m masa batek, beste M masa batetik r distantziara dagoenean duen energia potentzial grabitatorioa, m masa distantzia horretatik infinitura eramateko indar grabitatorioak egiten duen lana da:
EP = -GMm/r

Energia mekanikoa energia zinetikoaren eta energia potentzialaren batura da.

Indar Lerroak

Eremu grabitatorioa bezalako indar eremu bat bere indar lerroen bitartez adieraz daiteke. Indar lerroak noranzkoa duten lerroak dira eta eremuaren puntu bakoitzean, eremuaren intentsitate-bektorearekiko ukitzaileak dira eta noranzko berekoak.

Bestalde, eremu lerroen dentsitatea (lerroekiko perpendikularki kokatutako azalera unitate bakoitza zeharkatzen duen lerro kopurua) eremu grabitatorioaren intentsitatearen moduluarekiko proportzionala izan behar da. Honen arabera, eremu grabitatorioak intentsitate handiagoa du indar lerroak elkarrengandik hurbil aurkitzen diren eskualdeetan.

Gainazal Ekipotentzialak

Eremu grabitatorioa eremu kontserbakorra da eta, beraz, puntu bakoitzean potentzial grabitatorioak balio bat dauka. Potentzial grabitatorioa berbera duten puntuak hartzen dituen azalerari gainazal ekipotentziala deritzo.

Lanaren eta potentzialaren arteko erlazioa honako hau da:
W = m(VA - VB)

Coulomb-en Legea

Bi karga elektriko puntualen arteko erakarpen- edo aldarapen-indarra bi kargen biderkaduraren zuzenki proportzionala da eta bien arteko distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala.

Eremu Elektrikoa

Gorputz kargatu batek karga elektrikoa edukitzeagatik bere inguruko espazioan sortzen duen perturbazioari eremu elektrikoa deritzo.

Eremu Elektrikoaren Intentsitatea

Espazioko puntu bateko eremu elektrikoaren intentsitatea, E, puntu horretan karga positibo unitatea jarriz gero, azken honek jasango lukeen indarra da.

Erradioaktibitatea

Erradioaktibitatea fenomeno naturala da. Substantzia erradioaktiboak deritzen substantziek erradiazio boteretsuak igortzeko gaitasunean oinarritzen da, gorputz opakoak zeharkatzeko, airea ionizatzeko, plaka fotografikoak inpresionatzeko eta zenbait substantzien fluoreszentzia kitzikatzeko gai diren erradiazioak.

Substantzia erradioaktiboek igorritako erradiazioak beren sarkortasunaren arabera sailkatu ziren:

• α (alfa) partikulak
• β (beta) partikulak
• γ (gamma) erradiazioa

α (Alfa) Partikulak

Helio-nukleoak dira, bi protoiz eta bi neutroiz osatutakoak (⁴₂He²⁺).

• Karga elektrikoa: 3,2 x 10^-19 C
• Masa: 6,7 x 10^-27 kg

β (Beta) Partikulak

Elektroi bizkorrak dira, nukleoko neutroien desintegraziotik datozenak. Neutroi bakoitzak protoi bat eta elektroi bat ematen ditu (⁰_-1e^-).

• Karga elektrikoa: -1,6 x 10^-19 C
• Masa: 9,1 x 10^-31 kg

γ (Gamma) Erradiazioa

Erradiazio elektromagnetikoak (fotoiak) dira, X izpiek baino maiztasun eta energia handiagoa dutenak.

• Karga elektrikoa: 0
• Masa: 0

Soddy-ren Legea

Helio-nukleoa (α partikula) –bi protoiz eta bi neutroiz eratuta dagoena– nukleo gurasotik irteten da. Horrela, nukleo berriaren zenbaki masikoa lau unitate txikiagoa da eta zenbaki atomikoa bi unitate txikiagoa.

Fajans-en Legea

Nukleo gurasoaren neutroi bat desintegratzean, elektroi bat (β partikula), protoi bat eta antineutrino bat sortzen dira. Horrela, nukleo berriaren zenbaki masikoa berdina da eta zenbaki atomikoa unitate bat handiagoa bihurtzen da.