Quelles sont les 4 forces fondamentales ?

Les quatre forces fondamentales de la nature sont en réalité les quatre façons dont la matière interagit dans l'univers. La gravité, la plus faible des quatre, est présente dans la vie quotidienne des gens, mais semble paradoxalement assez forte. La force électromagnétique fait fonctionner nos machines électriques, Internet et les téléphones intelligents. Les deux autres forces, les forces nucléaires fortes et faibles, opèrent au niveau atomique et influencent les particules élémentaires telles que les protons et les électrons. Ces quatre forces sont la raison pour laquelle le monde existe tel qu'il existe, chaque force ayant des propriétés et des caractéristiques uniques.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Les quatre forces fondamentales de la nature, de la plus forte à la plus faible, sont la force nucléaire forte, la force électromagnétique, la force nucléaire faible et la gravité.

Lorsque des objets inanimés ou des particules élémentaires interagissent, les forces fondamentales influencent leur comportement. Par exemple, les planètes tournent autour du soleil à cause de la force gravitationnelle. La foudre frappe parce que les électrons sautent entre les nuages ​​et le sol en raison de la force électromagnétique. Les atomes restent ensemble à cause de la force nucléaire forte, et le rayonnement naturel est causé par la force nucléaire faible.

Ces forces ont deux caractéristiques principales en commun. Ils ont de la force et ils agissent sur une certaine distance. Au-delà, ils sont chacun uniques et agissent sur la matière de manières complètement différentes.

La plus puissante des quatre forces est la force nucléaire forte, qui doit vaincre la force numéro deux, l'électromagnétisme, dans le noyau atomique. Les noyaux sont constitués de protons et de neutrons, les protons se repoussant en raison de leurs charges positives. La force nucléaire forte surmonte cette répulsion et maintient les protons rapprochés dans le noyau.

Pour pouvoir comparer la force des forces fondamentales, les scientifiques utilisent souvent la force nucléaire forte comme base et lui attribuent une valeur de 1. La force de chacune des autres forces, qui sont plus faibles, est donnée comme une fraction de cette force. Bien qu'il s'agisse de la force la plus puissante, la force nucléaire forte n'agit pas à distance. Il est confiné au noyau d'un atome et n'a qu'une portée d'environ le rayon d'un noyau moyen.

La force électromagnétique agit sur les particules chargées et est l'interaction clé dans tout ce qui concerne l'électricité. Parce que la plupart des matières ont un équilibre de particules chargées, les gros objets ont tendance à être neutres et la force n'a aucun effet sur eux. Lorsque des objets se chargent, comme dans les moteurs électriques, les batteries ou avec de l'électricité statique, des charges similaires se repoussent et des charges différentes s'attirent. Les électrons sont les porteurs de charge négative et sont attirés par les protons, qui ont une charge positive. Lorsque les charges se déplacent, elles créent des champs magnétiques qui ont des pôles nord et sud. Comme pour les charges, deux pôles semblables se repoussent et des pôles différents s'attirent.

La force électromagnétique est un peu moins d'un centième de la force de la force nucléaire forte, mais elle peut agir à distance. Alors qu'il s'affaiblit lorsque les objets chargés sont plus éloignés les uns des autres, l'attraction et la répulsion continuent théoriquement à l'infini. Cependant, à de grandes distances, les effets sont minimes et peuvent être négligeables.

Alors que la force nucléaire forte agit uniquement sur les particules du noyau, la force nucléaire faible agit sur de nombreuses particules élémentaires et est responsable du rayonnement naturel. Il régit la façon dont les éléments se décomposent naturellement au fil du temps, et lorsque les atomes ne sont plus maintenus ensemble, des particules telles que des électrons sont expulsées sous forme de rayonnement. En conséquence, la force nucléaire faible influence la façon dont la fission et la fusion nucléaires ont lieu.

La force faible est moins d'un millionième plus forte que la force nucléaire forte, et elle n'agit qu'à de très courtes distances. Bien qu'il puisse attirer et repousser les particules, sa plage de fonctionnement est si limitée qu'il n'agit pas vraiment comme les autres forces, qui tirent ou poussent sur une distance. La force nucléaire faible s'apparente davantage à une colle ou une graisse, active uniquement dans une fine couche entre les particules élémentaires.

La gravité agit comme une force d'attraction entre deux objets ayant une masse. La force de gravité dépend de la masse des objets. Dans la vie de tous les jours, la force de gravité entre la terre et des objets tels qu'une voiture est le poids de la voiture. La force de gravité est directement proportionnelle à la masse des objets. Par exemple, 2 litres de lait pèsent deux fois plus qu'un litre.

La gravité est la force la plus faible et représente moins d'un millionième de millionième de la force de la force nucléaire forte. Bien que très faibles au niveau atomique, les objets de tous les jours ont une masse telle que la force de gravité devient assez forte. Pour encore plus de masse, comme dans les planètes et les étoiles, la force de gravité est suffisamment forte pour les maintenir en orbite. La gravité est comme la force électromagnétique en ce qu'elle agit à distance, théoriquement à l'infini. Cela devient important pour les masses énormes telles que les galaxies qui attirent d'autres galaxies même lorsqu'elles sont très éloignées les unes des autres.

Il est facile d'imaginer d'autres forces actives dans la nature, comme le vent, une explosion ou la force d'un moteur à réaction. Ce sont toutes des forces secondaires qui s'appuient sur les forces fondamentales pour leur action. Par exemple, le vent souffle parce que le temps implique une montée d'air chaud et une descente d'air froid, l'air froid étant plus lourd en raison de la gravité. Le vent a de la force parce que les molécules de l'air sont maintenues ensemble par les forces fondamentales, ce qui leur permet d'exercer une poussée. En fait, les quatre forces fondamentales sont derrière toutes les expériences des êtres vivants.