1. La Fuerza como interacción
Hemos visto que si la velocidad de un cuerpo en movimiento varía es debido a la existencia de una aceleración. Ahora bien, ¿cuál es la causa de que se produzca una aceleración? La causa es siempre una interacción con uno o más cuerpos y la intensidad de esta interacción es lo que conocemos con el nombre de fuerza. Así pues, desde el punto de vista dinámico, podemos definir la fuerza como una medida de la intensidad de la interacción entre los cuerpos capaz de alterar sus estados de reposo o de movimiento.
La interacción entre dos cuerpos puede producirse por contacto o a distancia. Podemos observar multitud de ejemplos de los dos tipos de interacción en nuestra vida cotidiana. Los más sencillos de interpretar son los que se producen por contacto, por ejemplo, cuando se empuja un objeto para cambiarle de sitio, se le da un golpe para enviarle a un sitio concreto, etc. Sin embargo las interacciones a distancia son menos intuitivas como por ejemplo la atracción entre un imán y un trozo de hierro, o entre la Tierra y la Luna, o las fuerzas que se manifiestan entre las cargas eléctricas ya sean de atracción o de repulsión.
A pesar de la multitud de formas en que podemos observar las interacciones, en el fondo éstas son manifestaciones, aisladas o conjuntas, de los cuatro tipos de interacciones fundamentales que existen:
Nuclear fuerte: Es la más intensa de todas, aunque de muy corto alcance, sus efectos sólo se manifiestan dentro del núcleo atómico, y es la que permite mantener confinados en su interior a los protones y neutrones.
Nuclear débil: Es de intensidad mucho menor y su alcance también está limitado al interior del núcleo. Contribuye a mantener el equilibrio de éste y está relacionada con los fenómenos radiactivos.
Electromagnética: Es cien veces menor que la nuclear fuerte. Puede ser de atracción o de repulsión y de largo alcance. Permite mantener a los electrones en la corteza de los átomos y a su vez a éstos formar moléculas.
Gravitatoria: Es siempre de atracción, es la menos intensa y permite a los astros permanecer en sus órbitas. Esto es posible, a pesar de su baja intensidad, porque el valor de la fuerza ejercida está en relación directa con las enormes masas que interactúan.
Uno de los mayores retos a los que se enfrentan en la actualidad los físicos es la búsqueda de una teoría que relacione entre sí estas fuerzas fundamentales.
