Care sunt cele 4 forțe fundamentale?

Cele patru forțe fundamentale ale naturii sunt de fapt cele patru moduri în care materia interacționează în univers. Gravitația, cea mai slabă dintre cele patru, este prezentă în viața de zi cu zi a oamenilor, dar paradoxal pare destul de puternică. Forța electromagnetică rulează mașinile noastre electrice, internetul și telefoanele inteligente. Celelalte două forțe, forța nucleară puternică și cea slabă, funcționează la nivel atomic și influențează particulele elementare precum protoni și electroni. Aceste patru forțe sunt motivul pentru care lumea există așa cum există, fiecare forță având proprietăți și caracteristici unice.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Cele patru forțe fundamentale ale naturii, de la cele mai puternice la cele mai slabe, sunt forța nucleară puternică, forța electromagnetică, forța nucleară slabă și gravitația.

Când obiectele neînsuflețite sau particulele elementare interacționează, forțele fundamentale le influențează comportamentul. De exemplu, planetele orbitează în jurul soarelui din cauza forței gravitaționale. Trăsnetul lovește deoarece electronii sar între nori și sol datorită forței electromagnetice. Atomii rămân împreună din cauza forței nucleare puternice, iar radiațiile naturale sunt cauzate de forța nucleară slabă.

Aceste forțe au două caracteristici principale în comun. Au putere și acționează pe o anumită distanță. Dincolo de aceasta, fiecare este unic și acționează asupra materiei în moduri complet diferite.

Cea mai puternică dintre cele patru forțe este forța nucleară puternică, care trebuie să depășească forța numărul doi, electromagnetismul, din nucleul atomic. Nucleii sunt compuși din protoni și neutroni, protonii respingându-se reciproc datorită sarcinilor lor pozitive. Forța nucleară puternică depășește această respingere și ține protonii apropiați în nucleu.

Pentru a putea compara puterea forțelor fundamentale, oamenii de știință folosesc adesea forța nucleară puternică ca bază și îi atribuie o valoare de 1. Puterea fiecăreia dintre celelalte forțe, care sunt mai slabe, este dată ca o fracțiune din această forță. Deși este cea mai puternică forță, forța nucleară puternică nu acționează la distanță. Este limitat la nucleul unui atom și are doar o rază de aproximativ raza unui nucleu mediu.

Forța electromagnetică acționează asupra particulelor încărcate și este interacțiunea cheie în orice legătură cu electricitatea. Deoarece majoritatea materiei are un echilibru de particule încărcate, obiectele mari tind să fie neutre și forța nu are niciun efect asupra lor. Când obiectele se încarcă, cum ar fi în motoarele electrice, în baterii sau cu electricitate statică, precum încărcăturile se resping și, spre deosebire de sarcini, atrag. Electronii sunt purtătorii cu sarcină negativă și sunt atrași de protoni, care au o sarcină pozitivă. Când sarcinile se mișcă, ele creează câmpuri magnetice care au poli nord și sud. Ca și în cazul încărcărilor, doi poli asemănători resping și polii diferiți atrag.

Forța electromagnetică este puțin sub o sutime din forța forței nucleare puternice, dar poate acționa la distanță. În timp ce devine mai slab atunci când obiectele încărcate sunt mai departe, atracția și repulsia continuă teoretic la infinit. Cu toate acestea, la distanțe mari efectele sunt mici și pot fi neglijabile.

În timp ce forța nucleară puternică acționează numai asupra particulelor din nucleu, forța nucleară slabă acționează asupra multor particule elementare și este responsabilă de radiațiile naturale. Acesta guvernează modul în care elementele se descompun în mod natural în timp și, atunci când atomii nu mai sunt ținuți împreună, particulele precum electronii sunt expulzați sub formă de radiații. Ca urmare, forța nucleară slabă influențează modul în care au loc fisiunea nucleară și fuziunea nucleară.

Forța slabă este mai mică de o milionime la fel de puternică ca forța nucleară puternică și acționează doar la distanțe foarte mici. Deși poate atrage și respinge particulele, domeniul său de funcționare este atât de limitat încât nu acționează cu adevărat ca celelalte forțe, care trag sau împing peste o distanță. Forța nucleară slabă seamănă mai mult cu un lipici sau cu unsoare, activă doar într-un strat subțire între particulele elementare.

Gravitația acționează ca o forță atractivă între oricare două obiecte care au masă. Forța gravitațională depinde de masa obiectelor. În viața de zi cu zi, forța de greutate dintre pământ și obiecte precum o mașină este greutatea mașinii. Forța gravitațională este direct proporțională cu masa obiectelor. De exemplu, 2 litri de lapte cântăresc de două ori mai mult decât 1 litru.

Gravitația este cea mai slabă forță și este mai mică de o milionime dintr-o milionime din puterea forței nucleare puternice. Deși foarte slabe la nivel atomic, obiectele de zi cu zi au o masă atât de mare încât forța gravitațională devine destul de puternică. Pentru și mai multă masă, cum ar fi pe planete și stele, forța gravitațională este suficient de puternică pentru a le menține pe orbită. Gravitația este ca forța electromagnetică prin faptul că acționează la distanță, teoretic până la infinit. Acest lucru devine important pentru masele uriașe, cum ar fi galaxiile care atrag alte galaxii chiar și atunci când sunt foarte îndepărtate.

Este ușor să ne imaginăm alte forțe active în natură, cum ar fi vântul, o explozie sau forța unui motor cu reacție. Acestea sunt toate forțe secundare care se bazează pe forțele fundamentale pentru acțiunea lor. De exemplu, vântul suflă, deoarece vremea implică creșterea aerului cald și căderea aerului rece, aerul rece fiind mai greu din cauza gravitației. Vântul are forță, deoarece moleculele aerului sunt ținute împreună de forțele fundamentale, permițându-le să exercite o împingere. De fapt, cele patru forțe fundamentale se află în spatele a tot ceea ce trăiește ființa vie.