El concepto campo

F u n d a m e n t a l e n m e c á n i c a

y e l e c t r i c i d a d

Estudiar y analizar cómo una carga

eléctrica puntual o masa genera

modificaciones en el espacio.

Modificaciones que modelizaremos a

través del concepto: Campo.

Es importante analizar y comprender,

lo que queremos decir con

modificaciones al espacio

Imaginemos una esponja de las que

usamos para lavar los platos.

La esponja, cuando no ha sido usada,

se ve firme (tensa) y uniforme a todo

lo largo de su superficie superior.

La superficie del siguiente dispositivo,

que fabricamos, también tiene una

superficie firme (tensa) y uniforme.

Para el caso que queremos modelizar,

la superficie de la esponja y la

superficie del dispositivo van a

representar el espacio.

¿Qué sucede a la superficie de la

esponja o a la superficie del

dispositivo, si colocamos sobre

ellas una esfera de hierro sólida?

Al colocar una esfera sólida sobre la

esponja observamos que su superficie

de la esponja deja de ser firme (tensa)

y uniforme.

Lo mismo ocurre con la superficie de

nuestro dispositivo.

Lo anterior es lo mismo que hace una

carga eléctrica puntual o una masa,

al espacio que la rodea, producir

deformaciones.

¿Qué hace un Físico ante una

situación como la que acabamos de

describir?

Un Físico ante una situación como

esta, se preguntaría: ¿cómo

medimos la deformación de la

esponja?

Pero, para medir la deformación de

la esponja en su superficie, es

necesario elaborar un modelo

simple.

¿Cómo construimos un modelo

simple, que nos ayude a explicar

las modificaciones del espacio?

En este punto es necesario identificar, en

el fenómeno de deformación de la esponja

o en la deformación de la superficie del

dispositivo, debido al peso de la esfera de

hierro sólida, una propiedad física medible

que represente dicha deformación.

¿Cuál es la propiedad física medible

que representa dicha deformación, en

los dos ejemplos que estamos

analizando?

La altura de la esponja, así como

la altura del dispositivo, teniendo

como referencia la superficie

sobre la que reposan: ¿es

medible?

¿Cuántas alturas identificamos?

Una altura para cada caso, antes de

la deformación, y un conjunto de

alturas después de la deformación.

Específicamente, nos centraremos en

comparar lo que sucede antes y

después de la deformación, a la altura

de la esponja y a la altura del

dispositivo, en cualquiera de sus

puntos, alrededor de la esfera de hierro

sólida.

Como primer elemento para la

comparación de las alturas, inicial y

finales, establecemos una altura .

Esta altura tiene como referencia la

superficie plana, sobre la que

reposa, tanto la esponja o el

dispositivo construido.

La altura inicial de la esponja , antes

de colocar sobre ella la esfera de

hierro sólida es igual en cualquier

punto en su superficie. Lo mismo pasa

con el dispositivo construido.

Pero, después de colocada la esfera

sólida vemos que la altura de la esponja

o la altura del dispositivo a la superficie

sobre la que reposan, alrededor de la

esfera sólida, cambia punto a punto.

Incluso podemos mejorar el modelo,

porque observamos que no es necesario

que exista contacto entre la esponja y la

esfera sólida para que exista una

deformación, es decir, una diferencia de

altura en cualquier punto de la superficie

de la esponja, según se ve en las figuras

a continuación.

¿Cómo representamos eso en el

modelo que estamos construyendo?

Entonces, a modo de recapitulación de

este ejemplo, podemos decir que la

esfera sólida ha deformado el espacio

a su alrededor (la superficie de la

esponja) y que ahora existe un valor

distinto para h, en cualquier punto

(cualquier posición) en la cercanía de la

esfera sólida.

¿Qué diría un físico ante estos

resultados?

Un Físico diría que en la vecindad de

la esfera sólida, existe un campo de

alturas.

Vamos a ver que ese ejemplo es

válido para la atracción gravitatoria

entre el sol y la Tierra y la Tierra y la

Luna. Cómo muestran las imágenes

siguientes (obtenidas en Google

imágenes).

Recapitulemos, la existencia de una

masa de los cuerpos como la de la

esfera sólida, la de la Tierra, la de la

Luna y la del Sol, deforman el espacio

y se explican con el modelo de

interacciones de tipo gravitatorio.

¿Qué es un campo en Física?

El concepto de campo es

fundamental en toda la Física.

Este concepto tiene alguna relación

con un campo de fútbol o un campo

de maíz, sin embargo en Física este

concepto se caracteriza por preciso y

complejo, pues requiere del manejo

de herramientas matemáticas con

cierto nivel de complejidad.

Muchas gracias