Чотири основні сили природи - це насправді чотири способи взаємодії речовини у Всесвіті. Гравітація, найслабша з чотирьох, присутня у повсякденному житті людей, але парадоксально здається досить сильною. Електромагнітна сила керує нашими електричними машинами, Інтернетом та смартфонами. Дві інші сили, сильна і слабка ядерні сили, діють на атомному рівні і впливають на такі елементарні частинки, як протони та електрони. Ці чотири сили є причиною існування світу таким, яким він є, причому кожна сила має унікальні властивості та характеристики.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Чотири основні сили природи, найсильніші до найслабших, - це сильна ядерна сила, електромагнітна сила, слабка ядерна сила та сила тяжіння.
Основи основоположних сил
При взаємодії неживих предметів або елементарних частинок фундаментальні сили впливають на їх поведінку. Наприклад, планети обертаються навколо Сонця через силу тяжіння. Блискавка б’є, оскільки електрони стрибають між хмарами та землею через електромагнітну силу. Атоми залишаються разом через сильну ядерну силу, а природне випромінювання викликане слабкою ядерною силою.
Ці сили мають дві основні спільні характеристики. Вони мають силу і діють на певній відстані. Крім цього, кожен з них унікальний і діє на матерію абсолютно по-різному.
Сильна ядерна сила
Найпотужнішою з чотирьох сил є сильна ядерна сила, яка повинна подолати силу номер два, електромагнетизм, в атомному ядрі. Ядра складаються з протонів і нейтронів, при цьому протони відштовхуються один від одного через свої позитивні заряди. Сильна ядерна сила долає це відштовхування і утримує протони близько один до одного в ядрі.
Щоб мати можливість порівняти силу основних сил, вчені часто використовують сильну ядерну силу як основу і присвоюють їй значення 1. Сила кожної з інших сил, які є слабшими, дається як частка цієї сили. Хоча це найпотужніша сила, потужна ядерна сила не діє на відстані. Він приурочений до ядра атома і має діапазон приблизно приблизно радіус середнього ядра.
Електромагнітна сила
Електромагнітна сила діє на заряджені частинки і є ключовою взаємодією в будь-якому відношенні до електрики. Оскільки більшість речовин має рівновагу заряджених частинок, великі предмети, як правило, нейтральні, і сила не впливає на них. Коли предмети заряджаються, наприклад, в електродвигунах, в батареях або зі статичною електрикою, подібні заряди відштовхуються і на відміну від зарядів притягуються. Електрони є носіями негативного заряду і притягуються до протонів, які мають позитивний заряд. Коли заряди рухаються, вони створюють магнітні поля, які мають північний і південний полюси. Як і при зарядах, два подібні полюси відштовхуються, і різні полюси притягуються.
Електромагнітна сила становить трохи менше сотої сили сильної ядерної сили, але вона може діяти на відстані. Хоча він стає слабшим, коли заряджені предмети знаходяться далі один від одного, притягання та відштовхування теоретично продовжуються до нескінченності. Однак на великих відстанях ефекти незначні і можуть бути незначними.
Слабка ядерна сила
Хоча сильна ядерна сила діє лише на частинки в ядрі, слабка ядерна сила діє на багато елементарних частинок і відповідає за природне випромінювання. Він визначає спосіб природного руйнування елементів з часом, і коли атоми більше не утримуються разом, такі частинки, як електрони, викидаються у вигляді випромінювання. В результаті слабка ядерна сила впливає на те, як відбувається ядерний поділ та ядерний синтез.
Слабка сила менше однієї мільйонної сили настільки сильна, як сильна ядерна сила, і вона діє лише на дуже коротких відстанях. Хоча він може залучати і відштовхувати частинки, його діапазон дії настільки обмежений, що насправді не діє як інші сили, які тягнуть або штовхають на відстань. Слабка ядерна сила більше нагадує клей або жир, активний лише в тонкому шарі між елементарними частинками.
Гравітаційна сила
Гравітація діє як сила притягання між будь-якими двома об’єктами, що мають масу. Сила тяжіння залежить від маси предметів. У повсякденному житті сила тяжіння між землею та такими предметами, як автомобіль, є вагою автомобіля. Сила тяжіння прямо пропорційна масі предметів. Наприклад, 2 літри молока важать вдвічі більше, ніж 1 кварта.
Сила тяжіння є найслабшою силою і менше однієї мільйонної частки мільйонної сили сильної ядерної сили. Хоча дуже слабкі на атомному рівні, повсякденні предмети мають таку масу, що сила тяжіння стає досить сильною. Для ще більшої маси, наприклад у планет і зірок, сила тяжіння досить сильна, щоб утримувати їх на орбіті. Сила тяжіння подібна до електромагнітної сили тим, що вона діє на відстані, теоретично до нескінченності. Це стає важливим для величезних мас, таких як галактики, які приваблюють інші галактики, навіть коли вони знаходяться дуже далеко один від одного.
Інші сили
Легко уявити інші сили, що діють в природі, такі як вітер, вибух чи сила реактивного двигуна. Це все вторинні сили, які для своєї дії покладаються на основні сили. Наприклад, вітер дме, оскільки погода передбачає підняття гарячого повітря і падіння холодного повітря, холодне повітря стає важчим через гравітацію. Вітер має силу, оскільки молекули повітря утримуються разом основними силами, що дозволяє їм здійснювати поштовх. Насправді чотири фундаментальні сили стоять за всім досвідом живого.