¿cuáles son los 4 elementos de la física?
4 fuerzas fundamentales en física
Una de las simplificaciones más notables de la física es que sólo cuatro fuerzas distintas explican todos los fenómenos conocidos. De hecho, casi todas las fuerzas que experimentamos directamente se deben a una sola fuerza básica, llamada fuerza electromagnética. (La fuerza gravitatoria es la única fuerza que experimentamos directamente que no es electromagnética). Esto es una tremenda simplificación de la miríada de fuerzas aparentemente diferentes que podemos enumerar, de las cuales sólo unas pocas fueron discutidas en la sección anterior. Como veremos, se cree que todas las fuerzas básicas actúan mediante el intercambio de partículas portadoras microscópicas, y las características de las fuerzas básicas están determinadas por los tipos de partículas intercambiadas. La acción a distancia, como la fuerza gravitatoria de la Tierra sobre la Luna, se explica por la existencia de un campo de fuerzas más que por el «contacto físico».
Las cuatro fuerzas básicas son la fuerza gravitatoria, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. Sus propiedades se resumen en la Tabla 1. Como las fuerzas nucleares débil y fuerte actúan en un rango extremadamente corto, del tamaño de un núcleo o menos, no las experimentamos directamente, aunque son cruciales para la propia estructura de la materia. Estas fuerzas determinan qué núcleos son estables y cuáles se desintegran, y son la base de la liberación de energía en ciertas reacciones nucleares. Las fuerzas nucleares determinan no sólo la estabilidad de los núcleos, sino también la abundancia relativa de los elementos en la naturaleza. Las propiedades del núcleo de un átomo determinan el número de electrones que tiene y, por tanto, determinan indirectamente la química del átomo. Se hablará más de todos estos temas en capítulos posteriores.
Las cuatro fuerzas fundamentales, de la más fuerte a la más débil
La gravedad es tan débil que el enlace de hidrógeno en una sola gota de agua, que es una de las formas más débiles de la fuerza electromagnética, puede superar la gravedad de todo un planeta. Imagen de dominio público, fuente: Christopher S. Baird.
En realidad, la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. Ordenadas del más fuerte al más débil, las fuerzas son: 1) la fuerza nuclear fuerte, 2) la fuerza electromagnética, 3) la fuerza nuclear débil y 4) la gravedad. Si tomamos dos protones y los mantenemos muy juntos, ejercerán varias fuerzas entre sí. Como ambos tienen masa, los dos protones ejercen una atracción gravitatoria entre sí. Como ambos tienen una carga eléctrica positiva, ambos ejercen una repulsión electromagnética entre sí. Además, ambos tienen carga interna de «color» y, por tanto, ejercen atracción a través de la fuerza nuclear fuerte. Como la fuerza nuclear fuerte es la más fuerte a corta distancia, domina sobre las demás fuerzas y los dos protones se unen, formando un núcleo de helio (normalmente se necesita también un neutrón para mantener estable el núcleo de helio). La gravedad es tan débil a escala atómica que los científicos pueden ignorarla sin incurrir en errores significativos en sus cálculos.
Cuáles son los elementos de la tierra
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En física, las interacciones fundamentales, también conocidas como fuerzas fundamentales, son las interacciones que no parecen ser reducibles a interacciones más básicas. Se sabe que existen cuatro interacciones fundamentales:[1] las interacciones gravitacional y electromagnética, que producen importantes fuerzas de largo alcance cuyos efectos pueden verse directamente en la vida cotidiana, y las interacciones fuerte y débil, que producen fuerzas a distancias subatómicas minúsculas y rigen las interacciones nucleares. Algunos científicos plantean la hipótesis de que podría existir una quinta fuerza, pero estas hipótesis siguen siendo especulativas[2][3][4].
Cada una de las interacciones fundamentales conocidas puede describirse matemáticamente como un campo. La fuerza gravitatoria se atribuye a la curvatura del espaciotiempo, descrita por la teoría general de la relatividad de Einstein. Las otras tres son campos cuánticos discretos, y sus interacciones están mediadas por partículas elementales descritas por el Modelo Estándar de la física de partículas[5].
4 elementos de la vida biología
Apoyo al profesorAntes de la sección, pida a los alumnos que elaboren una lista de las diferentes fuerzas. Además, puede ser valioso repasar los campos gravitacionales y eléctricos, el experimento de la lámina de oro de Rutherford, el generador de Van de Graaff, la desintegración de partículas y el teorema del impulso-momento.
A pesar de la aparente complejidad del universo, sólo quedan cuatro fuerzas básicas. Estas fuerzas son responsables de todas las interacciones conocidas por la ciencia: desde las más pequeñas hasta las más grandes, pasando por las que experimentamos en nuestro día a día. Estas fuerzas describen el movimiento de las galaxias, las reacciones químicas de nuestros laboratorios, la estructura de los núcleos atómicos y la causa de la desintegración radiactiva. Describen la verdadera causa detrás de términos familiares como la fricción y la fuerza normal. Estas cuatro fuerzas básicas se conocen como fundamentales porque son las únicas responsables de todas las observaciones de las fuerzas en la naturaleza. Las cuatro fuerzas fundamentales son la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.
