APLICACIONES DE LA FÍSICA: TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD.La física, tanto como disciplina científica básica como por sus aplicaciones, es el paradigma de lo que hoy llamamos ciencia y uno de los pilares de la tecnología. Sus aportaciones han revolucionado nuestra comprensión de la realidad y nuestro modo de vida. A modo de ejemplos, mencionamos a continuación una lista no exhaustiva de aplicaciones de gran repercusión sobre la sociedad:
-La mecánica nos enseña cómo se mueven los cuerpos y dicta las leyes de la aeronáÚtica y de la estática que permiten diseñar naves y construcciones. También explica cómo se comporta el sonido, lo que ha llevado a avances técnicos como el sónar y la ecografía. Gracias a la termodinámica, que trata con la energía y el calor, sabemos por ejemplo hacer frigoríficos y motores de combustión. -El electromagnetismo establece los fundamentos de los motores eléctricos y de los generadores de electricidad. Esta rama de la física es también fundamental para la exploración y desarrollo de fuentes renovables de producción de energía eléctrica.
Por otra parte, el conocimiento de las ondas electromagnéticas ha permitido un desarrollo vertiginoso de las telecomunicaciones. -La óptica nos permite manipular la luz y construir instrumentos ópticos, por ejemplo: dispositivos para diagnosticar y tratar problemas de visión, sistemas de registro y visualización de imágenes como cámaras y pantallas, aparatos de uso en medicina como endoscopios y sistemas de cirugía láser, etc. Además, el láser forma parte ya de nuestra vida cotidiana al estar presente en los sistemas de reproducción de CD y DVD. -La teoría de la relatividad establece la equivalencia entre masa y energía, que llevó tristemente a la bomba atómica pero también a la energía nuclear necesaria hoy día para buena parte del suministro eléctrico.
La física cuántica ofrece, junto a la óptica, el fundamento para el láser y las células fotoeléctricas. La física de la materia condensada estudia nuevos materiales con propiedades increíbles y está detrás del desarrollo de la nanotecnología con aplicaciones, por ejemplo, en la industria y en informática. -Por su parte, la física de partículas y la astrofísica han cambiado nuestra visión de la naturaleza, desde la descripción de la composición de la materia a una escala pequeñísima hasta las teorías sobre el origen del universo. También se han derivado aplicaciones de gran utilidad para la sociedad como el uso médico de la radioactividad.

CARGA ELÉCTRICA. LEY DE COULOMB

La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de la interacción electromagnética. Tiene las siguientes propiedades:- Puede ser positiva o negativa.- La carga total de un conjunto de partículas es la suma algebraica con el signo de sus cargas individuales.- La carga eléctrica total de un sistema aislado se conserva.- La carga está “cuantizada”: solamente se presenta en cantidades discretas que son múltiplos enteros de una cantidad elemental: |e| = 1.6·10-19 C. La carga del electrón es -|e| y la del protón +|e|. La unidad de carga en el SI es el Culombio (C). La ley de Coulomb describe la interacción entre cargas eléctricas en reposo. La ley dice que: La fuerza ejercida por una carga puntual q1 sobre otra q2 es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, r, que las separa. Se trata de una fuerza central dirigida según la línea que une las cargas. Es repulsiva si las cargas tienen el mismo signo y atractiva si tienen signos opuestos. Matemáticamente:                   donde u⃗ r es el vector unitario que va de q1 a q2. La constante de proporcionalidad se denomina “constante de Coulomb” y su valor: K = 1/4π&épsilon;o = 9·109 N·m2/C2 , donde &épsilon;o es la permitividad o constante dieléctrica del vacío. En otros medios que no sean el vacío, la constante tiene otros valores.

La carga q2 ejerce sobre q1 una fuerza igual y de sentido contrario a la que q1 realiza sobre q2. Las fuerzas electrostáticas cumplen el principio de superposición: la fuerza neta que ejerce un conjunto de cargas sobre otra es la suma vectorial de todas las fuerzas ejercidas sobre ella.

ENERGÍA POTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICOS

Así se deduce que la energía potencial eléctrica entre dos cargas es               donde se toma la energía potencial en el infinito igual a cero. Como es una energía, se trata de una magnitud escalar cuya unidad en el SI es el Julio. Bajo la única acción de la fuerza eléctrica, las cargas se mueven hacia posiciones que corresponden a una configuración de mínima energía potencial eléctrica. La energía potencial eléctrica total de un conjunto de cargas es la suma de las energías potenciales de todos los pares distintos de cargas que se pueden formar. El campo eléctrico E⃗ también es conservativo; por tanto, tiene asociado un campo escalar denominado potencial eléctrico. El potencial eléctrico producido por una carga puntual q situada en el origen es                      .En el SI el potencial se mide en Voltios (V). A la diferencia de potencial entre dos puntos también se le llama “voltaje”. El potencial debido a un conjunto de cargas es la suma escalar de los potenciales debidos a cada una de las cargas.