Gravedad vs el resto

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inavarro88
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor inavarro88 » 11 May 2009, 21:51

Mmm, estaba buscando algo menos profundo :D Creo que escribir la pregunta en el foro me ha ayudado a verla con un poco de perspectiva, a ver que les parece:

Clásicamente el comportamiento de ambas interacciones viene dado por:

Gravedad: Fg = K1 q² / r²
Eletro: Fe = K2 m² / r²

Imaginemos que existe una masa mínima ( en similitud a la carga del electron e ) que llamaremos H.

Dos esferas de masa H sentirán por tanto la mínima fuerza de gravedad posible G0 y dos cargas electricas e sentirán también la fuerza electrostática mínima E0. Como tanto Fg como Fe se comportan de la misma manera salvo las constante K1 y K2. Si E0 > G0 <=> Fe > Fg.

Pues bien, sabemos que entre dos protones de carga elemental y masa obviamente mayor a la masa mínima propuesta ( H ) domina la interacción electrostática E0 tendiendo a separarlos. Si esto es así, como la interacción electrostática mínima E0 domina a una interacción gravitatoria mucho mayor que la fundamental G0, esto nos lleva a que E0 > G0 o lo que es lo mismo, la fuerza electrostática es mayor en general que la fuerza gravitatoria.
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franc
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor franc » 11 May 2009, 23:01

Eso es lo que la experimentación nos dice y lo científicamente correcto ¿no?, pero también podríamos decir que fuerza sólo hay una, y sus diferentes manifestaciones son la complejidad, resultado de la desunión de su singular origen.

Bueno, puede que sea un poco rebuscado, pero para mí vale :mrgreen:


saludos
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Alex
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor Alex » 11 May 2009, 23:24

Podriamos afinar un poco mas y de paso calcular la relación entre estas dos fuerzas, a partir de las formulas proporcionadas por inavarro:

(a falta de latex... arreglatelas como pueas!). Para dos protones tendriamos:

Fe = k (q^2/r^2) y Fg=G(m^2/r^2) ---> Fe/Fg = ke^2/Gm^2 o sea que la relación entre estas dos fuerzas es independiente de las distancias que los separan.

Los valores a sustituir son:

k = 8,99x10^9 N.m^2/C^2 .- Constante de Coulomb
q = 1,60x10^19 C .- Carga del proton
G = 6,67x10^-11 N.m^2/kg .- Constante gravitación
m = 1,67x10^-27 kg .- Masa del protón

Tenemos que Fe/Fg = 1,24 x 10^36 !!! o sea que la fuerza electrostatica entre DOS particulas CARGADAS (protones) es unas pocas de veces superior a la gravitatoria. Pero lo mas fácil es comprobar que k/G =1,347E20

La suerte que tiene Jou, y la fuerza gravitatoria, es que cuerpos como la Tierra y la Luna, el Sol, por ejemplo, o en general las grandes masas, tienen casi exactamente igual numero de cargas positivas que negativas cancelandose mutuamente y es ahí donde la gravedad cobra una tremenda importancia. Si estas fuerzas electrostaticas entre las particulas de estas grandes masas no se cancelasen entre ellas, nos podriamos olvidar de Newton, del sistema solar, de las estrellas, cumulos, galaxias y de todo lo que quieras añadir. No hay que olvidar que la fuerza electrostatica suma y resta, mientras que la gravitatoria SIEMPRE suma!

Saludos a tods y muy espeialmente al Abuelo!!
Sol y luna y cielo proclaman al divino autor del mundo...

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Jou
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor Jou » 11 May 2009, 23:55

inavarro88 escribió:Pues bien, sabemos que entre dos protones de carga elemental y masa obviamente mayor a la masa mínima propuesta ( H ) domina la interacción electrostática E0 tendiendo a separarlos. Si esto es así, como la interacción electrostática mínima E0 domina a una interacción gravitatoria mucho mayor que la fundamental G0, esto nos lleva a que E0 > G0 o lo que es lo mismo, la fuerza electrostática es mayor en general que la fuerza gravitatoria.


A nivel subatómico la interacción electroestática es muchísimo mayor que la gravitatoria, que duda cabe. Si intentamos medir la atracción gravitatoria entre dos protones, ciertamente convendremos en que tiene un valor ridículo.

Sin embargo, insisto, la gravedad funciona de forma aditiva: tú añádele más masa, y ganará la fuerza de la gravedad. El mejor ejemplo lo tenemos en la formación de un agujero negro, que es la constatación viva de como la gravedad se acaba imponiendo sobre el resto de fuerzas.

Para profundizar en este tema, retomo lo que se dijo hace tiempo en otro hilo. Perdona que me cite a mi mismo:

Jou escribió:Qué tamaño tiene la singularidad central de un agujero negro? Responder esa pregunta supone dar respuesta a otras cuestiones fundamentales: ¿Hasta cuanto es posible comprimir la materia? ¿Existe un límite que no pueda ser sobrepasado? ¿Puede un objeto tener densidad infinita?

No es fácil dar respuesta a esas cuestiones. Lo primero que debemos saber es que la materia se compone esencialmente de... VACÍO!!!

Tomemos como ejemplo un pedazo de hierro. A simple vista parece algo muy sólido. Intentar comprimirlo con las manos es por supuesto imposible, pero incluso si lo someto al esfuerzo de una prensa, parece que tampoco se va a dejar comprimir fácilmente... parece más dispuesto a quebrarse y romperse en pedazos, antes que a dejarse comprimir.

Si pudiera mirar con un “super-microscopio” la composición de ese pedazo de hierro vería que está hecho de átomos. Pero ahora voy a ponerle más aumentos a mi “super-microscopio” y a mirar como están formados esos átomos; y es entonces cuando descubro el gran vacío.

Todos los átomos están compuestos por un diminuto núcleo central, formado por protones y neutrones, y una nube de diminutísimos electrones a su alrededor. Los protones tienen carga positiva, y los electrones la tienen negativa.
Casi la totalidad de la masa de un átomo se concentra en el núcleo (aprox. el 99,97%), pues los protones y neutrones son mucho más grandes y pesados que los electrones (1836 y 1838 veces más pesados, respectivamente).

El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño del núcleo del átomo de hidrógeno (compuesto únicamente por un protón), que es aproximadamente 1 × 10–15, se ve que el núcleo de un átomo tiene un diámetro 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo concentra prácticamente el 100% de su masa.

Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.

Vemos pues que los átomos se componen esencialmente de vacío: toda la materia se concentra en un diminuto punto central.

Entonces, ¿porqué mi pedazo de hierro no se deja comprimir? La respuesta está en la carga positiva que los protones le confieren al núcleo. Al igual que ocurre en un imán, los polos iguales se repelen, y los núcleos atómicos rechazan acercarse unos a otros.

El tamaño de cualquier astro es un punto de equilibrio entre la fuerza de la gravedad, que tiende a comprimir la materia, y la acción de otras fuerzas que empujan en sentido contrario.

Tomemos por ejemplo la Luna. La acción de la gravedad debería comprimir la materia. Sin embargo, la fuerza que en sentido opuesto ofrecen los protones de los núcleos atómicos es suficiente para detener a la gravedad.

Vamos ahora a aumentar la fuerza de esa gravedad. ¿Cómo? Añadiendo más masa. En una estrella como el Sol, la fuerza de la gravedad es suficiente para provocar que, en su centro, los núcleos de los átomos de hidrogeno se acerquen entre sí hasta fusionarse. Sin embargo, esa fusión nuclear produce energía. En nuestra estrella, son las reacciones nucleares que se producen en su centro las que proporcionan la energía que empuja en sentido contrario para contrarrestar a la gravedad.

Una vez agotado todo el combustible, ya no hay ninguna fuerza que empuje en sentido contrario, y el núcleo de la estrella se contrae hasta alcanzar un volumen similar al de la Tierra, pero con una masa 300 veces superior: es una enana blanca. Pero, ¿porqué no se contrae más? Pues porqué a los electrones, que tienen carga negativa, tampoco les gusta que les compriman acercándolos demasiado entre sí; estos se rechazan los unos a los otros, y esa presión es suficiente para contrarrestar la fuerza de la gravedad.

Sin embargo, en algunas estrellas muy masivas, después de explotar en forma de supernova, el núcleo se comprime mucho más; reúne en un diámetro de 15 Km. la masa de 1,4 soles: es una estrella de neutrones. La gravedad consigue superar la fuerza de repulsión de los electrones, combinando estos con los protones para formar neutrones. Aun así, la contracción también se detiene, pues a los neutrones tampoco no les gusta que les compriman demasiado, también se rechazan entre sí.

Sin embargo, ¿que ocurre cuando la masa es tan grande que la gravedad también es capaz de vencer la repulsión de los neutrones? La estrella se seguirá comprimiendo, transformándose en un agujero negro. Aún tiene mucho espacio vacío para comprimir, pues en realidad el neutrón tampoco es un cuerpo sólido, sino que está compuesto por la unión de tres partículas llamadas quarks. El diámetro de un quark es una centésima parte del tamaño total del neutrón.

Así pues, en un agujero negro la gravedad va a seguir comprimiendo la materia. ¿Dónde está el límite a esa compresión? ¿Hay alguna fuerza que la detenga? ¿Cómo se comportan los quarks cuando intentan comprimirlos entre sí? Mis conocimientos sobre el modelo estándar de física de partículas son muy rudimentarios, así que yo no tengo la respuesta a esa pregunta. Si no existe ninguna otra fuerza que ponga freno a la gravedad, la singularidad tendrá tamaño 0. Pero si existe, entonces tendrá un tamaño positivo (pequeño, pero positivo).

De todos modos puede que la respuesta no debamos buscarla en la materia, sino en el tiempo. No soy un entendido en Relatividad General, pero teóricamente, cerca de un cuerpo masivo el tiempo se ralentiza, y en una singularidad espacio-temporal (como las que existen en el interior de los agujeros negros) la densidad de masa-materia y el campo gravitatorio tienden al infinito, lo que provoca la congelación del tiempo. Así pues una partícula que se acercara a la singularidad central de un agujero negro nunca conseguiría llegar hasta allí, pues cuanto más se acercara, más lento transcurriría el tiempo.

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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor Jou » 12 May 2009, 00:14

Alex escribió:La suerte que tiene Jou, y la fuerza gravitatoria, es que cuerpos como la Tierra y la Luna, el Sol, por ejemplo, o en general las grandes masas, tienen casi exactamente igual numero de cargas positivas que negativas cancelandose mutuamente y es ahí donde la gravedad cobra una tremenda importancia. Si estas fuerzas electrostaticas entre las particulas de estas grandes masas no se cancelasen entre ellas, nos podriamos olvidar de Newton, del sistema solar, de las estrellas, cumulos, galaxias y de todo lo que quieras añadir. No hay que olvidar que la fuerza electrostatica suma y resta, mientras que la gravitatoria SIEMPRE suma!


En eso Alex tienes toda la razón.

Guest

Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor Guest » 12 May 2009, 11:06

Me alegra que inavarro88 haya precisado la intención de su pregunta, pues ya presumí que no debía corresponder a lo que deseara.
El porqué, no tiene sentido, es axioma.
Bien ahora ya tienes respuestas que te sirven a tí, a mí y a los lectores en general.

Y bienvenido Alex, que poco te prodigas, aunque sea sin LaTeX.

Saludos del Abuelo. :D

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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor xc » 12 May 2009, 17:46

kaired escribió:Yo mas o menos te puedo ayudar,compara la fuerza de la gravedad de la tierra con la fuerza de un iman,el iman atre a los objetos y no los deja escapar,mientras que la fuerza de gravedad es tandevil que asta una pluma se puede levantar con el aire.No se explicartelo mejor,espero que te halla ayudado.

Buenos cielos


Creo que esta es la explicación más sencilla que te han podido dar, y ha falta de doctorados en física seguramente la que te será más útil.
El universo es el conjunto de todos los hechos, no de las cosas.

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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor franc » 12 May 2009, 18:51

xc escribió:
kaired escribió:Yo mas o menos te puedo ayudar,compara la fuerza de la gravedad de la tierra con la fuerza de un iman,el iman atre a los objetos y no los deja escapar,mientras que la fuerza de gravedad es tandevil que asta una pluma se puede levantar con el aire.No se explicartelo mejor,espero que te halla ayudado.

Buenos cielos


Creo que esta es la explicación más sencilla que te han podido dar, y ha falta de doctorados en física seguramente la que te será más útil.



Perdona xc,tu firma me ha inspirado, y aunque no venga al caso, o sí:

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saludos
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor xc » 12 May 2009, 20:53

franc escribió:
xc escribió:
kaired escribió:Yo mas o menos te puedo ayudar,compara la fuerza de la gravedad de la tierra con la fuerza de un iman,el iman atre a los objetos y no los deja escapar,mientras que la fuerza de gravedad es tandevil que asta una pluma se puede levantar con el aire.No se explicartelo mejor,espero que te halla ayudado.

Buenos cielos


Creo que esta es la explicación más sencilla que te han podido dar, y ha falta de doctorados en física seguramente la que te será más útil.



Perdona xc,tu firma me ha inspirado, y aunque no venga al caso, o sí:

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saludos


Ale ahí! Buen humor, jeje :twisted: :twisted:
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Re: Gravedad vs el resto

Mensajepor kaired » 13 May 2009, 16:05

Hombre gracias xc por decir que la mia es la mas facil de entender.
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