Fundamentos de la Fuerza Gravitatoria, Eléctrica y Magnetismo
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Punto 1: Fuerza Gravitatoria
La fuerza gravitatoria actúa a distancia y todos los cuerpos están sometidos a ella por el hecho de tener masa.
La fuerza gravitatoria siempre es de atracción.
La fuerza de interacción entre dos cuerpos es mayor y es directamente proporcional al producto de las masas.
La fuerza entre dos cuerpos se mide desde el centro de cada uno de ellos.
La fuerza gravitatoria tiene una intensidad muy débil.
La fuerza con la que se atraen dos cuerpos es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
F = G * (m1 * m2) / d^2
1.2 Masa y Peso
Intensidad: Valor numérico del peso; se obtiene mediante la expresión P = m * g.
Dirección: Vertical desde un lugar.
Sentido: Hacia el centro de la Tierra.
Punto de Aplicación: Centro de gravedad del cuerpo.
Diferencias entre Peso y Masa
Masa: Cantidad de materia de un cuerpo, no necesita un vector para su descripción, es invariable, su unidad en el SI es el kg y se mide con una balanza.
Peso: Fuerza con la que la Tierra atrae una masa, necesita un vector para estar definido, es variable, su unidad en el SI es el Newton y se mide con un dinamómetro.
1.4 Distancias Astronómicas
La unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol, que equivale aproximadamente a 150,000,000 km.
El año luz es la distancia que recorre un rayo de luz en el vacío durante un año.
Punto 2: Fuerza Eléctrica
La fuerza eléctrica, junto a la magnética y la gravitatoria, es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Las fuerzas siempre se producen entre partículas.
2.1 La Carga Eléctrica
La existencia de la carga eléctrica se manifiesta en los fenómenos de electrización.
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que tiene su origen en la estructura atómica.
Cuando se electriza un cuerpo con otro, los electrones se transfieren entre los dos cuerpos.
Unidades de Carga Eléctrica
La unidad elemental de la carga eléctrica es la carga más pequeña que puede existir.
Un culombio (C) es la carga de 6.25 * 10^18 electrones.
La fuerza entre cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
F = k * (q1 * q2) / d^2
Diferencias y Semejanzas entre la Fuerza Gravitatoria y la Fuerza Eléctrica
Fuerza Gravitatoria: La magnitud que sufre la interacción es la masa, siempre es de atracción, la interacción es independiente del medio en el que están las masas. Debido al valor de la constante G, esta fuerza es débil.
Fuerza Eléctrica: La magnitud que sufre la interacción es la carga, puede ser de atracción o de repulsión, y la interacción depende del medio en que se encuentren. Debido al valor de la constante k, esta fuerza es fuerte.
Punto 3: Magnetismo
Es el fenómeno por el cual algunos objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre ciertos materiales.
3.1 Imánes
Imanes Naturales: El ser humano no ha sido afectado por sus propiedades magnéticas. Ejemplos son la magnetita y la propia Tierra.
Imanes Artificiales: Son sustancias magnéticas creadas por el ser humano, como el hierro y el acero.
Los imanes tienen dos polos en los extremos: polo norte y polo sur.
En los polos, el magnetismo es máximo.
Los polos de un imán no se pueden separar.
Los imanes atraen a sustancias como el hierro.
Dos imanes pueden tener fuerza de atracción y de repulsión.
Un imán produce un campo magnético.