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:

2d

MmGF

Significato dei simboli:F: forza d’attrazione fra i due corpi [N]G : costante gravitazionaleM : 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,

fondamentalmente, 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.