Jakie są 4 podstawowe siły?

Cztery podstawowe siły natury to tak naprawdę cztery sposoby interakcji materii we wszechświecie. Grawitacja, najsłabsza z czterech, jest obecna w codziennym życiu ludzi, ale paradoksalnie wydaje się dość silna. Siła elektromagnetyczna napędza nasze maszyny elektryczne, Internet i smartfony. Pozostałe dwie siły, silne i słabe siły jądrowe, działają na poziomie atomowym i wpływają na cząstki elementarne, takie jak protony i elektrony. Te cztery siły sprawiają, że świat istnieje takim, jakim jest, a każda siła ma unikalne właściwości i cechy.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Cztery podstawowe siły natury, od najsilniejszej do najsłabszej, to silna siła jądrowa, siła elektromagnetyczna, słaba siła jądrowa i grawitacja.

Kiedy obiekty nieożywione lub cząstki elementarne oddziałują na siebie, na ich zachowanie wpływają podstawowe siły. Na przykład planety krążą wokół Słońca z powodu siły grawitacji. Piorun uderza, ponieważ elektrony przeskakują między chmurami a ziemią pod wpływem siły elektromagnetycznej. Atomy pozostają razem z powodu silnej siły jądrowej, a naturalne promieniowanie jest powodowane przez słabą siłę jądrową.

Siły te mają dwie wspólne cechy. Mają siłę i działają na pewien dystans. Poza tym każdy z nich jest wyjątkowy i działa na materię w zupełnie inny sposób.

Najpotężniejszą z czterech sił jest silna siła jądrowa, która musi pokonać siłę numer dwa, elektromagnetyzm, w jądrze atomowym. Jądra składają się z protonów i neutronów, przy czym protony odpychają się ze względu na ich ładunki dodatnie. Silna siła jądrowa przezwycięża to odpychanie i utrzymuje protony blisko siebie w jądrze.

Aby móc porównać siłę podstawowych sił, naukowcy często wykorzystują silne siły jądrowe jako podstawę i przypisują jej wartość 1. Siła każdej z pozostałych sił, które są słabsze, jest podawana jako ułamek tej siły. Chociaż jest to najpotężniejsza siła, silna siła jądrowa nie działa na odległość. Ogranicza się do jądra atomu i ma zasięg tylko w przybliżeniu promienia przeciętnego jądra.

Siła elektromagnetyczna działa na naładowane cząstki i jest kluczową interakcją we wszystkim, co ma związek z elektrycznością. Ponieważ większość materii ma równowagę naładowanych cząstek, duże obiekty wydają się być neutralne, a siła nie ma na nie wpływu. Kiedy obiekty stają się naładowane, takie jak silniki elektryczne, baterie lub elektryczność statyczna, ładunki takie jak ładunki odpychają się, a w przeciwieństwie do ładunków przyciągają. Elektrony są nośnikami ładunku ujemnego i są przyciągane do protonów, które mają ładunek dodatni. Kiedy ładunki się poruszają, tworzą pola magnetyczne, które mają biegun północny i południowy. Podobnie jak w przypadku ładunków, dwa podobne bieguny odpychają, a różne bieguny przyciągają.

Siła elektromagnetyczna jest mniejsza niż jedna setna siły silnej siły jądrowej, ale może działać na odległość. Chociaż słabnie, gdy naładowane obiekty są dalej od siebie, przyciąganie i odpychanie teoretycznie trwają w nieskończoności. Jednak na dużych odległościach efekty są niewielkie i mogą być znikome.

Podczas gdy silna siła jądrowa działa tylko na cząstki w jądrze, słaba siła jądrowa działa na wiele cząstek elementarnych i jest odpowiedzialna za naturalne promieniowanie. Reguluje sposób, w jaki pierwiastki rozkładają się naturalnie w czasie, a gdy atomy nie są już utrzymywane razem, cząstki, takie jak elektrony, są wyrzucane w postaci promieniowania. W rezultacie słaba siła jądrowa wpływa na przebieg rozszczepienia jądrowego i syntezy jądrowej.

Oddziaływanie słabe jest mniej niż jedna milionowa tak silne jak silne oddziaływanie jądrowe i działa tylko na bardzo krótkie odległości. Chociaż może przyciągać i odpychać cząstki, jego zasięg działania jest tak ograniczony, że tak naprawdę nie działa jak inne siły, które ciągną lub popychają na odległość. Słaba siła jądrowa przypomina bardziej klej lub smar, działający tylko w cienkiej warstwie między cząstkami elementarnymi.

Grawitacja działa jak siła przyciągania pomiędzy dowolnymi dwoma obiektami, które mają masę. Siła grawitacji zależy od masy obiektów. W życiu codziennym siła grawitacji między ziemią a przedmiotami, takimi jak samochód, to ciężar samochodu. Siła grawitacji jest wprost proporcjonalna do masy obiektów. Na przykład 2 kwarty mleka ważą dwa razy więcej niż 1 kwarta.

Grawitacja jest najsłabszą siłą i jest mniejsza niż jedna milionowa milionowej siły silnej siły jądrowej. Chociaż bardzo słabe na poziomie atomowym, przedmioty codziennego użytku mają tak dużą masę, że siła grawitacji staje się dość silna. Dla jeszcze większej masy, na przykład w planetach i gwiazdach, siła grawitacji jest wystarczająco silna, aby utrzymać je na orbicie. Grawitacja jest jak siła elektromagnetyczna, ponieważ działa na odległość, teoretycznie w nieskończoność. Staje się to ważne dla ogromnych mas, takich jak galaktyki, które przyciągają inne galaktyki, nawet jeśli są bardzo od siebie oddalone.

Łatwo wyobrazić sobie inne siły działające w przyrodzie, takie jak wiatr, eksplozja czy siła silnika odrzutowego. To wszystko są drugorzędne siły, które w swoim działaniu opierają się na podstawowych siłach. Na przykład wiatr wieje, ponieważ pogoda powoduje unoszenie się gorącego powietrza i opadanie zimnego powietrza, przy czym zimne powietrze jest cięższe z powodu grawitacji. Wiatr ma siłę, ponieważ cząsteczki powietrza są utrzymywane razem przez podstawowe siły, co pozwala im wywierać nacisk. W rzeczywistości za wszystkim, czego doświadcza żyjąca istota, stoją cztery podstawowe siły.