FORZE
FONDAMENTALI
DELLA NATURA
•I FISICI HANNO
DISTINTO , IN
NATURA, LA
PRESENZA DI
QUATTRO FORZE
FONDAMENTALI :
1.Forza gravitazionale.
2.Forza elettromagnetica.
3.Forza nucleare forte.
4.Forza nucleare debole.
• Forza gravitazionale
• Due oggetti, possedendo
una massa, si attraggono
con una forza, detta forza
di gravità, che ha le
seguenti caratteristiche:
1.La forza gravitazionale è
direttamente proporzionale al
prodotto delle masse.
2.La forza gravitazionale è
inversamente proporzionale al
quadrato della distanza fra i
baricentri.
La relazione analitica
che esprime la forza
gravitazionale,
esercitata, fra due
corpi è la seguente:
Mm
F G 2
d
Significato dei simboli:
F: forza d’attrazione fra i due corpi
[N]
G : costante gravitazionale
M : massa di uno dei due corpi [kg]
m : massa del secondo corpo [kg]
d : distanza fra i baricentri dei due
corpi [m]
La forza di gravità ha
avuto ed ha tuttora,
un ruolo
importantissimo
nella formazione
dell’universo.
La materia generata
dopo il big bang, si è
aggregata, formando
stelle, galassie e
pianeti, proprio grazie
alla forza di gravità.
Oltre ad aggregare la
materia e ad aver dato un
contributo fondamentale
nella formazione
dell’universo, la gravità ha
anche altri «strani» effetti.
Uno di questi,
consiste nel fatto
che riesce a
rallentare il
tempo.
In presenza di un
campo
gravitazionale, il
tempo scorre con
maggiore lentezza,
rispetto alla
situazione in cui
non vi è alcun
campo
gravitazionale.
Consideriamo
due orologi al
cesio, identici,
perfettamente
sincronizzati, ….
Immaginiamo di
posizionarne uno
alla base di un
grattacielo
e l’altro in cima al
grattacielo
stesso.
In tale situazione,
osserveremmo
che l’orologio
rimasto più in
basso,
quindi più vicino al
campo
gravitazionale,
sarebbe più lento,
quindi in ritardo
rispetto ….
al suo
«compagno», in
cima all’edificio!
Einstein,
introdusse, agli
inizi del 1900,
con la sua teoria
della relatività …
generale, il
concetto di
spazio – tempo.
Lo spazio e il
tempo fino ad
allora ritenuti
come due realtà
separate ….
formano un
continuo a
quattro
dimensioni.
Il continuum spazio
– tempo può
essere deformato
dalla forza
gravitazionale.
In tal modo
Einstein giustifico
la forza di gravità,
affermando che
essa è dovuta …
alla deformazione
dello spazio –
tempo generata
dalla massa.
Il sole, ad
esempio,
deforma lo spazio
– tempo intorno
ad esso ….
E la terra ruota
intorno al solo,
perché costretta a
seguire la
curvatura dello
spazio tempo.
Forza
elettromagnetica
In natura esistono
cariche elettriche
aventi ugual segno
o segno opposto
….
che interagiscono
con delle forze,
attrattive o
repulsive.
Due cariche di
ugual segno si
respingono e due
cariche di segno
opposto si
attraggono.
In natura esiste
,altresi, un
materiale, detto
«magnetite», che è
in grado di attrarre
minuscoli pezzetti
di ferro.
I pezzetti di
magnetite sono,
fondamentalment
e, dei magnetini
elementari.
Un magnete
presenta due poli,
uno
contrassegnato
con «nord» e l’altro
con «sud».
Un nord
magnetico attrae
un sud magnetico
e respinge un
nord magnetico.
Anche in questo
caso, poli di segno
opposto si
attraggono e poli
dello stesso segno
si respingono.
Vi sono delle
differenze
fondamentali fra
forze di natura
elettrica e forze di
natura magnetica.
È possibile
trovare in natura
delle cariche
elettriche positive
e negative.
E’ dunque
possibile avere
dei monopoli
elettrici.
I poli magnetici,
al contrario si
presentano
sempre a coppie:
Un magnete
possiede,
sempre, entrambi
i poli magnetici:
nord e sud.
Dividendo un
magnete in due
parti , non
avremmo due poli
isolati, ma si
formerebbero due
distinti magneti…
E ciascuno di
essi avrebbe
sempre un nord e
un sud
magnetico.
Non esistono
monopoli
magnetici.