Fuerzas fundamentales de la naturaleza (José Andrés Costa)

Mapa conceptual de las fuerzas fundamentales del universo resumidas

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Fuerzas fundamentales de la naturaleza (José Andrés Costa) por Mind Map: Fuerzas fundamentales de la naturaleza (José Andrés Costa)

1. Gravedad

1.1. fenómeno de la naturaleza por el cual los cuerpos que poseen masa se atraen entre sí de manera recíproca, con mayor intensidad conforme a más voluminosos sean dichos cuerpos.

1.1.1. Esta atracción es la que ejerce el planeta Tierra sobre todos los objetos en él, y hace que las cosas caigan

1.1.2. un objeto arrojado verticalmente , sufrirá una desaceleración en su movimiento conforme la fuera de gravedad venza la fuerza inicial, y termine obligándolo a caer libremente.

1.1.3. La orbitación de los planetas alrededor de astros de mayor tamaño, como los planetas en torno al Sol, o las lunas y satélites naturales en torno a los planetas.

1.1.4. Los meteoritos que ingresan a la Tierra o a otros planetas mayores, por ejemplo, lo hacen atraídos por la gravedad del planeta

2. Electromagnetismo

2.1. El electromagnetismo es la producción de magnetismo en el espacio alrededor de un cable que conduce una corriente eléctrica o de una partícula cargada en movimiento

2.1.1. Tren de le vitacion magnética

2.1.1.1. Estos trenes no se mueven sobre ruedas o rieles. En su lugar, se mantienen "levitando" sobre la vía gracias a unos potentes electro-imanes. Estos son construidos usando superconductores, Pueden alcanzar velocidades de hasta 600 km/h

2.1.2. Transformador eléctrico

2.1.2.1. Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir el voltaje (o la tensión) de una corriente alterna.

2.1.3. Motor eléctrico

2.1.3.1. Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica y produce movimiento por acción de los campos magnéticos que se generan en su interior, es decir, produce energía mecánica.

2.1.4. El dínamo

2.1.4.1. Es un generador eléctrico que utiliza la energía de un movimiento giratorio y la transforma en energía eléctrica.

2.1.5. El microondas

2.1.5.1. Es un horno eléctrico que genera radiaciones electromagnéticas que hacen vibrar las moléculas de agua en la comida, lo que produce calor de manera rápida y permite cocinar los alimentos.

2.1.6. La resonancia magnética

2.1.6.1. Es un examen médico que obtiene imágenes de la estructura y composición de un organismo por medio de la interacción del cuerpo con un campo magnético, este atrae los átomos de hidrógenos los que generan un campo magnético que puede ser captado en imágenes.

2.1.7. El planeta Tierra

2.1.7.1. Nuestro planeta funciona como un imán gigante debido al efecto de magnetismo que se genera en su núcleo (formado por metales como el hierro, el níquel). La Tierra es un gran conductor de energía a través de los polos (Polo Norte y Polo Sur) que se corresponden a un polo negativo y otro, positivo. Cuando se acercan elementos imantados con diferente carga (uno positivo y otro negativo), éstos se atraen mientras que cuando se acercan dos elementos que tienen la misma carga, se repelen.

2.1.7.1.1. ¿Sabias qué? El núcleo magnético interactúa con el movimiento de rotación de la Tierra y juntos generan una corriente de partículas energéticas que nos protege de las partículas cargadas de alta energía provenientes del espacio exterior, sobre todo del Sol. Estas son desviadas a las regiones polares. Algunas al llegar a la atmósfera excitan átomos y moléculas de los gases del aire. Cuando los electrones excitados regresan a su nivel electrónico basal, emiten una luz característica dando origen a las auroras boreales (hemisferio Norte) y australes (hemisferio sur).

3. Fuerza nuclear débil

3.1. La fuerza débil es la interacción que interviene en su decaimiento de las partículas y es la responsable de la mayor parte de la radiación que se produce en el Universo, siendo además la fuerza que alimenta la combustión de las estrellas y la formación de nuevos elementos.

3.1.1. en el caso de la fuerza débil, hay dos partículas portadoras involucradas: los bosones W y los bosones Z.

3.1.1.1. Los bosones W pueden presentar carga eléctrica positiva o negativa (W+ y W−) y su interacción con los quarks los hace cambiar de un tipo de quark a otro, los transmuta.

3.1.1.1.1. El proceso de transformación entre neutrones y protones por causa de la interacción débil se denomina desintegración o decaimiento beta.

3.1.1.2. El bosón Z es neutral eléctricamente y su interacción con otras partículas es más difícil de detectar

3.2. Fusión nuclear

3.2.1. Se da en estrellas, reactores nucleares o en bombas termonucleares.

3.2.2. Gracias a la transformación de protones y neutrones que provoca la fuerza débil, un elemento se puede transformar en otro.

3.2.2.1. En las supernovas, donde se liberan grandes cantidades de energía, se pueden crear elementos más pesados que los originales al ir fusionándose; estos elementos pesados son expulsados al espacio cuando la supernova explota y acaban siendo los componentes que forman los planetas.

4. Fuerza nuclear fuerte

4.1. Es la interacción fundamental más fuerte de las cuatro conocidas, y es la responsable de mantener unidas las partículas fundamentales de la materia para formar partículas más grandes y complejas.

4.2. En el Modelo Estándar de la física de partículas, la materia ordinaria estaría formada por la combinación de un tipo de partículas llamadas fermiones. Los fermiones se clasifican a su vez en quarks y leptones, y todos ellos interaccionan entre sí a través de los bosones o partículas portadoras.

4.2.1. Los quarks se unen mediante fuerzas nucleares fuertes para formar otro tipo de partículas, los hadrones, siendo los protones y los neutrones dos tipos concretos de hadrones formados cada uno por tres quarks

4.2.2. la fuerza nuclear fuerte mantiene unidos los quarks para formar los hadrones, y es tan fuerte que tan solo la fuerza fuerte residual es capaz a su vez de mantener unidos los hadrones para formar los núcleos atómicos.

4.2.3. Cuando tres quarks se unen para formar un protón o un neutrón, prácticamente toda la energía se utiliza en mantener a los quarks unidos. Como resultado, casi toda la fuerza nuclear fuerte queda contenida en la propia partícula, pero una pequeña parte puede actuar fuera de los protones y de los neutrones.

4.2.3.1. Esta pequeña parte se denomina fuerza fuerte residual y es la que une al núcleo en su conjunto en contra de la fuerza de repulsión electromagnética entre protones.

5. Leyes del movimiento

5.1. Newton

5.1.1. Son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica , en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.

5.1.1.1. ley de la inercia

5.1.1.1.1. “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él”.

5.1.1.2. Ley de la aceleración

5.1.1.2.1. “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve”.

5.1.1.3. Ley de acción y reacción

5.1.1.3.1. "Para cada acción existe una reacción igual y opuesta".

5.2. Galileo Galilei

5.2.1. Galileo realizó varios experimentos con el fin de demostrar que dos cuerpos en caída libre, indiferentemente de su peso, recorrerían la distancia al mismo tiempo.

5.2.1.1. Uno de los experimentos más conocidos respecto a esta teoría fue el realizado con dos esferas en un plano inclinado. En dicho experimento, Galilei utilizó dos esferas de distinto peso y notó que en los planos inclinados, el comportamiento de las mismas no difería mucho.

5.2.2. Caída libre; Movimiento vertical que realizan los cuerpos en el vacío, donde se desprecia la resistencia al aire o cualquier otro agente externo. En esta caída solo actúa el peso del cuerpo.

5.2.3. Galileo expresaba que en ausencia de factores de resistencia como el aire, todos los cuerpos pesaban lo mismo y por ende recorrerían la distancia de caída al mismo tiempo

5.3. Aristóteles

5.3.1. El griego Aristóteles, muchos años antas de cristo, creia que al dejar caer cuerpos ligeros y pesados al mismo tiempo su tiempo de llegada sería diferentes.

5.3.2. Esta creencia perduraría por muchos años, sin que nadie cuestionara lo que dije y sin que nadie haga mediciones o cálculos, hasta que Galileo Galilei desmintió ese hecho con un estudio más minucioso

6. Teoría del Todo: Todas las Fuerzas de la Naturaleza

6.1. El Modelo Estándar: las 4 fuerzas que gobiernan el Universo