Forze di distanza

Tra le forze remote, la forza magnetica si distingue

Quali sono le forze remote?

IL Forze di distanza o Le forze di azione a distanza, come sono anche note, sono quelle che non hanno bisogno degli oggetti con cui interagiscono sono in contatto fisico. Da lì deriva il suo nome.

Il peso è la forza di distanza più conosciuta e più familiare di tutti perché agisce in ogni situazione immaginabile quotidiana, ma ci sono anche le forze elettriche e magnetiche.

Ad esempio, una mela cadrà dall'albero perché si trova vicino alla superficie della terra e esercita sempre una forza di attrazione su di essa, sia sospesa dall'albero a una certa altezza, che è sopra un tavolo o semplicemente sul suolo. Il peso della mela agisce sempre e fa cadere la mela non appena viene presentata l'opportunità.

In questo le forze remote differiscono dalle forze di contatto, poiché richiedono il contatto tra le superfici per esprimere la loro azione. L'attrito è una delle forze di contatto più frequenti e non vi è alcun problema in cui le forze di contatto agiscono insieme alle forze di distanza sullo stesso corpo.

Il peso è la principale forza di distanza che è nota, o almeno la più familiare per tutti, ma ce ne sono altri, come la forza elettrostatica, la forza magnetica e le forze nucleari forti e deboli, che agiscono a livello dell'atomo e del nucleo atomico.

Caratteristiche delle forze di distanza

Le caratteristiche principali delle forze remote sono:

-Non richiedono che gli oggetti che interagiscono siano a contatto diretto.

-Hanno associato a campo di forza che funge da mediatore per l'interazione.

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Isaac Newton non ha avuto problemi a stabilire un'azione remota come il modo in cui la gravità agisce sulla mela che cade. Sebbene Newton abbia pensato specificamente alla gravità, e non sull'interazione elettrica o sull'interazione magnetica che non richiede anche il contatto tra i corpi.

Tuttavia, c'è un piccolo inconveniente in questo, poiché l'azione a distanza implica che le informazioni tra gli oggetti fluiscono istantaneamente. Pertanto, il corpo che esercita la forza rileva sempre la posizione dell'altro oggetto in ogni momento, ma il punto è che nessuna informazione può viaggiare più velocemente della luce nel vuoto.

Il concetto di campo delle forze

Il fatto che nulla cammina più velocemente della luce nel vuoto ha portato alla creazione del concetto di Field forze, attraverso la quale si verifica l'interazione.

Il fisico inglese Michael Faraday è stato il primo a definire un campo di forze, questa volta pensando all'interazione elettromagnetica, sebbene l'idea si estenda ad altre forze che agiscono senza la necessità di contatto diretto.

Ad esempio, il campo gravitazionale terrestre è quello che funge da mediatore tra terra e mela, ed è attraverso il campo che quest'ultimo percepisce la massa della terra ed è attratto da essa.

Ecco perché alcuni autori preferiscono chiamare le forze a distanza come forze di campo (Campo di forza In inglese), il campo è un'entità vettoriale legata alla forza e incaricato di stabilire l'interazione tra gli oggetti in ciascun punto nello spazio. Grazie al campo della forza, l'oggetto che produce non ha nemmeno bisogno di scoprire cosa sta colpendo un altro.

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Esempi di forze remote

Le forze che vengono brevemente descritte di seguito fanno parte del interazioni fondamentali della natura. I più familiari, come affermato, sono la gravità e le forze elettromagnetiche.

Tuttavia, il ruolo delle forze nucleari forti e deboli è fondamentale per la stabilità della materia, senza di loro non ci sarebbe un universo come lo conosciamo.

La gravità

La forza di gravità è la forza di distanza più familiare di tutte, poiché si manifesta attraverso il peso. Fonte: Alexander Borek attraverso Wikimedia Commons.

La forza di gravità sorge tra due oggetti che hanno massa ed è sempre di attrazione. Si chiama peso, quando l'oggetto che lo esercita è la terra e quello che lo riceve è vicino alla superficie, ma c'è tra qualsiasi coppia di oggetti con massa, sebbene la massa degli oggetti sia molto piccola, la forza di attrazione tra entrambi non evidente.

È lungo -range, quindi la forza di gravità si manifesta fortemente su scala cosmica: grazie ad esso il sole mantiene i pianeti e altri oggetti del sistema solare nelle rispettive orbite.

È anche la forza primaria grazie a cui si formano i corpi celesti come stelle e pianeti, sole e terra.

La forza elettrostatica

Questa forza fa il suo aspetto tra oggetti che hanno una carica elettrica e può essere attrazione o repulsione. Esistono due tipi di carico: positivo e negativo. Nell'atomo, i protoni nel nucleo hanno una carica positiva, mentre gli elettroni lo hanno negativo.

Di solito l'atomo è neutro, il che significa che il numero di protoni è uguale a quello degli elettroni, ma a volte la materia è ionizzata, cioè, acquisisce elettroni in eccesso o li perde. In questo caso c'è un carico netto, che può interagire con altri carichi.

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L'esistenza della forza elettrostatica è facile da verificare: è sufficiente pettinare il pettine di plastica e avvicinarlo a pezzi di carta o coriandoli. Si vede immediatamente che il pettine attira pezzi di carta.

La forza magnetica

Direzione della forza magnetica nei magneti illustrati con i loro poli magnetici

Gli antichi greci sapevano, attraverso la testimonianza di Mileto, un abbondante minerale nelle colline della città di Magnesia in Asia Minore, in grado di attirare pezzi di ferro o minerali di nichel. Questo minerale è un ossido di ferro chiamato magnetite, che a sua volta può magnetizzare altri minerali sensibili e trasformarli in un magnete.

I magneti deviano la bussola e anche un filo attraverso il quale circola una corrente elettrica si comporta come un magnete. In effetti, il magnetismo è associato a cariche elettriche in movimento.

La polarità è una caratteristica dei magneti, esistono due tipi: Polo Nord e Polo Sud. I pali opposti sono attratti e i poli uguali si respingono, ma a differenza delle cariche elettriche, in natura non sono mai separati, i magneti sono sempre immersi.

Forze nucleari forti e deboli

Illustrazione di un atomo con i suoi elettroni, nuclei, neutroni e protoni, dove vengono presentate forze nucleari

Queste forze non sono facilmente osservabili, ma hanno l'importante missione di mantenere coeso il nucleo atomico, molto necessario se il nucleo è considerato costituito da protoni, che, essendo tutta una carica positiva, sperimentano una repulsione elettrica.

Sono forze a corto raggio, poiché agiscono solo a distanze simili alle dimensioni del nucleo atomico, approssimativamente dell'ordine di 10^-quindici M, una distanza estremamente piccola.

Tutte le forze remote sono molto importanti, perché nella loro azione sono combinate per modellare l'universo noto.