Le quattro forze fondamentali della materia

1 10 2009


 

In un post precedente abbiamo già fatto riferimento a due delle quattro forze fondamentali con cui la materia interagisce con sé stessa: la forza gravitazionale e la forza elettromagnetica. La prima, rappresentata in simboli dalla legge di Newton (Isaac Newton, 1643-1727) F=G*(m1*m2)/r2 , è la forza più debole delle quattro ed è sempre attrattiva, però agisce anche su distanze molto grandi. Proprio per questo, regola il moto dei corpi celesti ed è la forza dominante nell’Universo. Nel nostro sistema solare, ad esempio, regola l’orbita della Terra intorno al Sole e quella della Luna intorno alla Terra e al Sole. G è una costante universale il cui valore è stato calcolato sperimentalmente ed è: 6,67*10-11 N*m2/kg2. La forza gravitazionale ha scarso effetto sulle particelle subatomiche dove, invece, prevale di molto la forza elettromagnetica, definita alla fine del 1800 attraverso gli esperimenti sulla forza elettrostatica, mediante i quali si scoprì che cariche elettriche si respingono se hanno lo stesso segno e si attraggono se hanno segno opposto. Questi stessi esperimenti dimostrarono che la carica elettrica produce anche un campo magnetico. La forza elettrostatica in simboli è rappresentata dalla legge di Coulomb (Charles Augustin de Coulomb, 1736-1806) F=K*(q1*q2)/d2 , dove q1 e q2 indicano la quantità di carica dei due corpi, d è la loro distanza, K vale 9*109 N*m2/C2 . N indica il newton, l’unità di misura della forza e C il coulomb, l’unità di misura della carica elettrica. Utilizzando anche i risultati degli esperimenti di altri fisici, James Clerk Maxwell (1831-1879) riconobbe per primo che l’elettricità e il magnetismo sono due aspetti di un’unica forza: la forza elettromagnetica; essa agisce tra particelle che hanno carica elettrica come gli elettroni ed il nucleo di un atomo e tiene insieme atomi e molecole per formare tutti i corpi della materia che ci circonda. Mentre la forza gravitazionale è sempre attrattiva, quella elettromagnetica può essere attrattiva o repulsiva.

Continua con la lettura »