Leyes de Newton:
Primera Ley de Newton (Ley de la inercia): Un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento continuará moviéndose en línea recta a una velocidad constante, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta ley establece el concepto de inercia, que es la tendencia de los objetos a resistir cambios en su movimiento.
Segunda Ley de Newton (Ley de la fuerza y aceleración): La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Matemáticamente, se puede expresar como F = m * a, donde F es la fuerza neta, m es la masa del objeto y a es la aceleración producida. Esta ley establece que cuanto mayor sea la fuerza aplicada a un objeto, mayor será su aceleración, y cuanto mayor sea la masa del objeto, menor será su aceleración.
Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción): Por cada acción, hay una reacción de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto. Esto significa que cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, este último ejerce una fuerza de igual magnitud pero en dirección opuesta sobre el primero. Las fuerzas de acción y reacción siempre ocurren en pares y actúan sobre diferentes objetos.
Movimiento:
Física Cuántica
La física cuántica, también conocida como mecánica cuántica, es una rama fundamental de la física que estudia los fenómenos a escalas subatómicas. A diferencia de la física clásica, la física cuántica describe a las partículas subatómicas como entidades que exhiben comportamientos de onda y partícula al mismo tiempo. Esto se conoce como el principio de dualidad. Además, la física cuántica introduce conceptos como la superposición, que implica que un sistema cuántico puede estar en múltiples estados simultáneamente, y el entrelazamiento cuántico, que es una correlación instantánea entre partículas a pesar de la distancia entre ellas.
Las 4 Fuerzas Fundamentales:
Fuerza gravitacional: Es la fuerza responsable de la atracción mutua entre dos objetos con masa. La fuerza gravitacional es la más débil de las cuatro fuerzas y actúa a largas distancias. Es la fuerza que mantiene a los planetas en órbita alrededor del Sol y a los objetos en la Tierra.
Fuerza electromagnética: Es la fuerza responsable de las interacciones eléctricas y magnéticas entre partículas cargadas. Esta fuerza puede ser atractiva o repulsiva y actúa tanto a cortas como a largas distancias. Es responsable de fenómenos como la atracción y repulsión entre imanes, así como de las interacciones entre partículas cargadas en los átomos.
Fuerza nuclear fuerte: Es la fuerza que mantiene unidos los núcleos atómicos. Es una fuerza muy intensa pero de corto alcance, solo actúa en distancias extremadamente pequeñas dentro del núcleo. Es responsable de superar la repulsión eléctrica entre los protones en el núcleo y mantenerlos unidos mediante la interacción de partículas llamadas gluones.
Fuerza nuclear débil: Es responsable de ciertos tipos de desintegración radiactiva, en los que los neutrones se convierten en protones, o viceversa, y se producen intercambios de partículas cargadas conocidas como bosones W y Z. La fuerza nuclear débil es mucho más débil que las otras tres fuerzas y solo actúa a distancias extremadamente cortas.
Leyes del electromagnetismo
Ley de Gauss para el campo eléctrico: Esta ley establece que el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga neta encerrada por esa superficie. Matemáticamente, se expresa como ∮E·dA = ε₀ * Q, donde ∮E·dA representa el flujo eléctrico, ε₀ es la constante dieléctrica del vacío y Q es la carga encerrada.
Ley de Gauss para el campo magnético: Esta ley establece que el flujo magnético a través de una superficie cerrada es siempre cero, lo que implica que no existen monopolos magnéticos. Matemáticamente, se expresa como ∮B·dA = 0, donde ∮B·dA representa el flujo magnético.
Ley de Faraday: Esta ley establece que un cambio en el flujo magnético a través de una superficie induce una fuerza electromotriz (FEM) en un circuito cerrado. Matemáticamente, se expresa como ∮E·dl = -dφ/dt, donde ∮E·dl es la integral de línea del campo eléctrico alrededor del circuito cerrado, dφ/dt es el cambio en el flujo magnético y dl representa un elemento de longitud en el circuito cerrado.
Ley de Ampère-Maxwell: Esta ley relaciona la circulación del campo magnético alrededor de una trayectoria cerrada con la corriente eléctrica y la variación del campo eléctrico en el tiempo. Matemáticamente, se expresa como ∮B·dl = μ₀ * (I + ε₀ * d(φ_E)/dt), donde ∮B·dl es la circulación del campo magnético alrededor de la trayectoria cerrada, I es la corriente eléctrica que atraviesa la superficie encerrada por la trayectoria, ε₀ es la constante dieléctrica del vacío y d(φ_E)/dt es la variación del flujo eléctrico.
Física Nuclear:
La física nuclear es una rama de la física que se centra en el estudio de las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos, así como en las interacciones nucleares y los fenómenos relacionados. Se ocupa de entender la estructura nuclear, las reacciones nucleares y la radiactividad.
Las reacciones nucleares involucran cambios en los núcleos atómicos. Estas pueden ser reacciones de fusión, en las cuales los núcleos se combinan para formar un núcleo más pesado, o reacciones de fisión, en las cuales un núcleo pesado se divide en núcleos más ligeros. Estas reacciones liberan grandes cantidades de energía y son la base de la energía nuclear.
La física nuclear también se ocupa de investigar la interacción de las partículas nucleares con la materia, el estudio de los procesos de desintegración, la producción de isótopos radiactivos y las aplicaciones de la energía nuclear. Ha llevado al desarrollo de tecnologías y aplicaciones, como la generación de energía nuclear, la medicina nuclear, la datación por radiocarbono y la investigación de la estructura fundamental de la materia.