# 3.8. Las invisibles

# El gran descubrimiento

Has jugado con peonzas, con muelles, con futbolines, con catapultas, con paracaidistas y con muchos otros juguetes.

En todos ellos has visto que las fuerzas pueden empujar, frenar, deformar y acelerar.

Pero ahora viene algo sorprendente, todas esas fuerzas que has estudiado nacen de solo cuatro fuerzas fundamentales.

- Son invisibles.
- No siempre necesitan contacto.
- Y están presentes en todo lo que ocurre en el universo.

¿Te animas a explorarlas?

## El juguete que siempre cae

### Recuerda

El paracaidista que construiste y lanzaste al aire.

La peonza cuando deja de girar.

Cualquier objeto que sueltes desde cierta altura.

Siempre caen hacia la Tierra.

### Reflexiona

- ¿Necesita el objeto tocar la Tierra para empezar a caer?
- ¿Alguna vez sube hacia arriba sin que nadie lo empuje?
- ¿Siempre cae en dirección al suelo?

Algo está actuando aunque no lo veas.

## El globo travieso

### Experimenta

Paso 1

Paso 2

Paso 3

Paso 4

1. Haz un pequeño muñeco en una servilleta o en un pañuelo de papel.
2. Infla un globo y frótalo contra un jersey o una prenda de lana.
3. Acércalo al muñeco sin tocarlo.
4. Coge otro globo, hínchalo y cuélgalo de un hilo.
5. Frota los dos globos con una prenda de lana y acerca el globo al otro globo que cuelga de un hilo.

### Observa

- ¿Se tocan el globo y el muñeco cuando este se mueve?
- ¿Qué ocurre si frotas dos globos con el mismo jersey y los acercas entre sí?
- ¿Siempre se comporta igual el globo, o a veces atrae y otras repele?

Algo invisible está actuando.

## Imán explorador

### Experimenta

1. Coge dos imanes de la nevera.
2. Coloca uno sobre un pequeño coche (puedes pegarlo con celo) y otro sobre una mesa.
3. Acerca el otro imán lentamente sin que lleguen a tocarse.
4. Gira uno de los imanes y vuélvelo a acercar al otro.
5. Acerca el imán a otros objectos que tengas cerca.

### Observa

- ¿Se mueve el imán sin tocarse con el otro imán?
- ¿Qué ocurre cuando acercas una cara del imán?
- ¿Y qué ocurre cuando le das la vuelta al imán y acercas la otra cara?
- ¿Funciona el imán con cualquier objeto o solo con algunos materiales?

Algo invisible vuelve a estar actuando.

## La torre nuclear

### Observa

Imagina que construyes una torre con piezas pequeñas, como si fueran bloques de LEGO.

Ahora imagina que dentro de cada bloque hay partes todavía más pequeñas: protones (+) y neutrones (n).

Estas partículas se mantienen juntas por el lazo de NF (fuerza nuclear fuerte). Es un lazo especial, es invisible, extremadamente fuerte pero solo puede actuar dentro de la torre.

ND (fuerza nuclear débil), con su varita, transforma, de vez en cuando, protones en neutrones y neutrones en protones. Esta varita tiene un poder enorme pero solo puede actuar dentro de la torre.

En el interior de la materia existen fuerzas mucho más intensas que las que ves en los juguetes.

### Reflexiona

- ¿Crees que los protones y neutrones se pueden separar fácilmente?
- ¿NF y ND pueden actuar fuera de la torre nuclear (a grandes distancias) o solo dentro de la torre (en espacios muy pequeños)?
- ¿Podemos ver estas fuerzas directamente en la vida cotidiana?

# ¿Qué pasa cuando...?

## Cae

- Existe una fuerza que actúa entre todos los objetos que tienen masa.
- No necesita contacto.
- Siempre es atractiva.

La fuerza fundamental que está actuando es la fuerza gravitatoria.

En los acantilados de la costa gallega, como los de la Costa da Morte, las rocas que se desprenden siempre caen hacia el suelo.

Es la misma fuerza que mantiene la Luna orbitando alrededor de la Tierra.

## Mueve el globo

- Al frotar, los materiales pueden ganar o perder pequeñas partículas llamadas electrones. Cuando eso ocurre, quedan cargados eléctricamente.
- Entre los cuerpos cargados aparece una fuerza que puede atraer o repeler.
- No necesita contacto para actuar.

La fuerza que está actuando es la fuerza eléctrica, que es una de las formas en las que se manifiesta la fuerza electromagnética (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza).

Las tormentas atlánticas que llegan a Galicia producen rayos y relámpagos. Son enormes descargas de electricidad producidas por la fuerza eléctrica entre cargas.

## Imanes se acercan

- Algunos materiales tienen propiedades magnéticas.
- Entre ellos aparece una fuerza que puede atraer o repeler.
- Actúa a distancia y tiene polos.

La fuerza que está actuando es la fuerza magnética, que es una de las formas en las que se manifiesta la fuerza electromagnética (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza).

Durante siglos, los marineros gallegos utilizaron brújulas para orientarse en el océano. Funcionan gracias al magnetismo que tiene la Tierra.

## Actúan en la torre

En el interior del átomo, concretamente en el núcleo atómico, actúan dos fuerzas fundamentales:

- La fuerza nuclear fuerte, que mantiene unidos protones y neutrones, como si fuera un pegamento extremadamente potente.
- La fuerza nuclear débil, que puede transformar protones en neutrones y neutrones en protones.

Estas fuerzas son muchísimo más intensas que la gravedad o electromagnetismo, pero solo actúan dentro del núcleo atómico, en distancias diminutas.

Fuera de esa "torre nuclear", su efecto desaparece rápidamente. Por eso no podemos notar esas fuerzas directamente en la vida cotidiana.

Algunos núcleos atómicos son inestables y, gracias a la acción de la fuerza nuclear débil, pueden transformarse y emitir radiación.

Esto ocurre en cierta rocas graníticas de Galicia, que liberan gas radón, un gas que se forma durante esos procesos nucleares.

## Lectura facilitada

## Cae

Existe una fuerza que actúa entre todos los objetos que tienen masa.

Esta fuerza:

- no necesita tocar los objetos,
- y siempre atrae.

La fuerza que actúa es la fuerza gravitatoria o gravedad.

Gracias a la gravedad, los objetos caen hacia el suelo.

Por ejemplo:

En los acantilados de la costa gallega, como los de la Costa da Morte, las rocas que se desprenden caen hacia abajo.

La gravedad también mantiene a la Luna girando alrededor de la Tierra.

## Mueve el globo

Cuando frotas algunos materiales, pueden ganar o perder partículas muy pequeñas llamadas electrones.

Entonces los objetos quedan cargados eléctricamente.

Entre esos objetos aparece una fuerza.

Esa fuerza puede:

- atraer,
- o repeler.

No necesita contacto para actuar.

La fuerza que está actuando es la fuerza eléctrica.

La fuerza eléctrica forma parte de la fuerza electromagnética.

La fuerza electromagnética es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Un ejemplo en Galicia:

Las tormentas atlánticas producen rayos y relámpagos.

Los rayos son grandes descargas eléctricas producidas por la fuerza eléctrica.

## Imanes se acercan

Algunos materiales tienen propiedades magnéticas.

Entre ellos aparece una fuerza.

Esa fuerza puede:

- atraer,
- o repeler.

La fuerza actúa a distancia.

Los imanes tienen polos.

La fuerza que está actuando es la fuerza magnética.

La fuerza magnética también forma parte de la fuerza electromagnética.

Un ejemplo en Galicia:

Durante muchos años, los marineros gallegos usaron brújulas para orientarse en el mar.

Las brújulas funcionan gracias al magnetismo de la Tierra.

## Actúan en la Torre

Dentro del átomo, en una zona llamada núcleo, actúan dos fuerzas muy importantes:

- la fuerza nuclear fuerte
- y la fuerza nuclear débil.

La fuerza nuclear fuerte mantiene unidos los protones y los neutrones.

Funciona como un pegamento muy potente.

La fuerza nuclear débil puede transformar:

- protones en neutrones,
- y neutrones en protones.

Estas fuerzas son muchísimo más intensas que la gravedad y el electromagnetismo.

Pero solo actúan dentro del núcleo del átomo.

Actúan a distancias muy pequeñas.

Por eso no podemos notar estas fuerzas en la vida diaria.

Un ejemplo en Galicia:

Algunas rocas graníticas de Galicia liberan gas radón.

Esto ocurre porque algunos núcleos atómicos son inestables y cambian gracias a la fuerza nuclear débil.

Durante ese proceso se produce radiación y aparece el gas radón.

## Apoyo visual

# ¿Quién actúa?

Lee cada situación y selecciona qué fuerza fundamental está actuando principalmente.

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- En verano, algunas personas saltan al agua desde rocas en playas de Galicia. Después del salto, su cuerpo cae rápidamente hacia el mar. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza gravitatoria|Fuerza eléctrica|Fuerza magnética|Fuerza nuclear@@

- Durante una tormenta en Galicia se observan rayos y relámpagos que iluminan el cielo. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza eléctrica|Fuerza gravitatoria|Fuerza magnética|Fuerza nuclear@@

- En muchas casas se sujetan notas o fotos en la puerta de la nevera usando imanes. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza magnética|Fuerza gravitatoria|Fuerza eléctrica|Fuerza nuclear@@

- Durante siglos, los marineros gallegos usaron brújulas para navegar por el Atlántico. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza magnética|Fuerza magnética|Fuerza eléctrica|Fuerza nuclear@@

- La Luna se mantiene girando alrededor de la Tierra y provoca las mareas en las costas gallegas. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza gravitatoria|Fuerza eléctrica|Fuerza magnética|Fuerza nuclear@@

- En algunas viviendas de Galicia se mide la presencia de gas radón, que procede de procesos que ocurren dentro de las rocas. ¿Qué fuerza está actuando? @@Fuerza nuclear|Fuerza gravitatoria|Fuerza eléctrica|Fuerza nuclear@@

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# El juguete más sorprendente de la historia

En los años 50, el descubrimiento de la energía nuclear despertó una enorme curiosidad científica.

Se pensaba que sería la energía del futuro y que ayudaría a comprender mejor cómo funciona el interior de la materia.

Tanta era la fascinación por la ciencia nuclear que incluso se llegó a vender un juguete educativo con materiales radiactivos reales llamado "Atomic Energy Lab".

Este kit permitía realizar pequeños experimentos científicos para detectar radiación procedente de minerales de uranio.

Uno de estos kits originales se conserva hoy en el Deutsches Museum de Múnich (Alemania), uno de los museos de ciencia más importantes del mundo.

## A pensar...

La radiación que aparece en este juguete está relacionada con procesos que ocurren en el interior de los átomos.

1. ¿Por qué crees que hoy no se permitiría vender un juguete así?
2. ¿Qué tipo de fuerza fundamental está relacionada con la radiación?

# Entender para crear

A lo largo de esta fase has dejado de ser solo jugador o jugadora para convertirte en alguien que entiende lo que ocurre.

Has aprendido a partir de la experiencia: jugando, construyendo y experimentando con distintos objetos, has ido descubriendo las leyes que explican el movimiento y las fuerzas que actúan, incluso aquellas que no se ven.

Ahora ya no ves un juguete igual que antes. Sabes que detrás de cada movimiento hay una explicación científica.

Este es un momento importante del reto: antes de crear, necesitas ordenar tus ideas.

Haz una pausa, abre tu diario de aprendizaje y reflexiona sobre lo que has comprendido, lo que aún te genera dudas y cómo puedes aplicar todo esto a tu juguete.

Estás a punto de pasar de entender la ciencia a utilizarla.

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