4. Império das Forças da Natureza

• 4. Império Das Forças

                           Da Natureza

As Teorias envolvidas, suas interações e partículas mediadoras:

Alcance das Interações

das Quatro Forças da Natureza

As interações nucleares Gravitacionais e Eletromagnéticas possuem alcance de distancia infinito. As interações nucleares Forte e Fraca possuem alcance de distâncias da ordem de 10^-15 centímetros, e o alcance da Força Fraca é de cerca de 10^-16 centímetros.

As Força Gravitacional e a Força Eletromagnética são forças de longo alcance, com intensidades inversamente proporcionais ao quadrado da distância.

Forças Forte e Fraca são forças nucleares, pois atuam em escalas subatômicas, ou seja, apenas dentro do núcleo atômico e na sua vizinhança imediata.

Interação da Força forte

As partículas que estão sujeitas a interação da Força Forte para manter sua coesão interna, de um modo análogo à que mantém os átomos unidos pela força electromagnética são chamadas de Hádrons (do grego forte, robusto).

As partículas podem ser classificadas conforme suas interações com as Forças Fundamentais as quais estão sujeitas.

• Força Eletromagnética

ocorre anterior ao 10^-43segundo

Após Big Bang

A Força Eletromagnética é uma interação que envolve diretamente as partículas elementares Prótons e Elétrons, portanto desta maneira a interação eletromagnética atinge todas as outras partículas conhecidas, pois atua sobre qualquer partícula com carga elétrica. Sua partícula mediadora é o fóton e por isso se descreve a luz como partículas indivisíveis.

Qualquer objeto ou corpo com carga elétrica emite e absorve luz, portanto os fótons são responsáveis pela emissão da força Eletromagnética, essa constatação nos permite afirmar que, a força eletromagnética entre dois corpos, não é transmitida instantaneamente e sim na velocidade da luz.

É importante salientarmos que no nível quântico, atômico, nós, as montanhas, o universo enfim em tudo que existe, predomina a interação eletromagnética, e a interação entre todos estes corpos, ocorre em função da força eletromagnética, inclusive todos os nossos sentidos como visão, audição, olfato, paladar, tato são eletromagnéticos, mas é importante destacarmos que de uma forma ou de outra, essa interação atinge todas as partículas conhecidas, com exceção das  partículas de neutrinos, dos gluons,  dos bosons e graviton que por serem  partículas mediadoras não interagem e sim transportam, ou seja, são mediadoras da energia.

Neutrinos          

                                               Glúons

                                            

 Bóson Z⁰

e do Gravitón.

O Mundo é Eletromagnético!

   

As forças eletromagnéticas interferem portanto nas relações intermoleculares entre nós e quaisquer outros objetos, podendo assim incluir fenômenos químicos e biológicos como consequência do eletromagnetismo, cabendo sempre ressaltar que conforme a eletrodinâmica quântica, a força eletromagnética é resultado da interação de cargas elétricas tendo os fótons como mediadores.

No entanto quando consideramos dois planetas ou um planeta e uma estrela por exemplo, a força eletromagnética pode ser relevante por eventuais troca de calor por meio de radiação, mas a interação predominante é a gravitacional.

Magnetismo

Magnetismo é o poder da atração do ferro magnético, e a capacidade que ele possui de se orientar de norte a sul, capacidade essa que chamamos de poder indutor.

O campo elétrico é formado por cargas elétricas, tais como eletróns prótons e íons. As cargas elétricas são responsáveis pelas interações eletro magnéticas e estão sujeitos a uma força chamada força elétrica.

A direção das linhas do campo magnético do ímã, demonstradas pelo alinhamento da limalha de ferro colocado sob o mesmo.

A alta permeabilidade magnética das limalhas individuais, fazem com que o campo magnético seja maior nas pontas delas. Isto faz com que as limalhas individuais atraiam umas às outras, formando grupos alongados que desenham linhas. Não se espera que estas linhas sejam linhas de campo precisas para este magneto, mais ainda, a magnetização do próprio ferro deve alterar o campo magnético.

Eletromagnetismo

Bobina caseira de Nikola Tesla

Nikola Tesla

1856 - 1943

A Bobina de Tesla foi desenvolvida por Nikola Tesla, físico Croata de ascendência sérvia, que em 1899, utilizando uma bobina de 12 milhões de volts, produziu em Colorado Spring descargas elétricas com 38 metros de extensão, entre dois eletrodos colocados a uma altura de 61 metros do solo. Diz a história que uma sobrecarga devido a potência utilizada, acabou botando fogo na companhia elétrica da cidade. A Bobina de Testa é na verdade um transformador, que produz tensões elevadas sob altas frequências.

Eletromagnetismo

É o ramo da física, que estuda a relação entre as forças da eletricidade e a força do magnetismo, como um fenômeno único, porque todo campo elétrico gera um campo magnético, da mesma forma que fazendo uma analogia com o fogo,

imagem Celso Araujo

que sempre gera um campo de calor ........

...a eletricidade sempre gera um Campo eletromagnético.

Quaisquer outras forças provêm necessariamente dessas quatro forças fundamentais. A força eletromagnética tem a ver com praticamente todos os fenômenos físicos que se encontram no cotidiano, com exceção da gravidade.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletromagnetismo

• Força Gravitacional

Força de longo alcance

ocorre aos 10^-43 segundos

Após Big Bang

A Lei da Gravitação Universal

Força Gravitacional ou Peso

Isaac Newton ao estudar o movimento da Lua, concluiu que a força que faz com que ela esteja constantemente em órbita é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades. A partir daí criou a Lei da Gravitação Universal.

As marés são movimentos oceânicos que ocorrem graças à atração gravitacional do Sol e da Lua sobre a água dos mares. Quando a água do mar está mais próxima da Lua, aquela é atraída por esta com uma força de maior intensidade do que nos demais pontos. Enquanto isso, na parte oposta da Terra, a água tende a afastar-se. Consequentemente, nos pontos intermediários, o nível do mar abaixa e ocorre a maré baixa.

Gravitação é a força de atração que existe entre todas as partículas com massa no universo. A gravitação é responsável por prender objetos à superfície de planetas e, de acordo com as leis do movimento de Newton, é responsável por manter objetos em órbita em torno uns dos outros. A Força da Gravidade é uma Força de longa distancia e sua fórmula de cálculo é dada pela Lei de Gravitação Universal de Newton.

onde:

F= força gravitacional entre dois objetos

m₁= massa do primeiro objeto

m₂= massa do segundo objeto

r= distância entre os centros de massa dos objetos

G= constante universal da gravitação

https://pt.wikipedia.org/wiki/Gravidade

• Força Nuclear Forte

              ou Hadrônica

ocorre aos 10^-35segundo

após Big Bang

A Física Hadrônica permeia o cruzamento entre a Física Nuclear e a Física de Partículas é uma área interdisciplinar, cujo objetivo é o estudo das interações fortes quer no vácuo, quer nas temperaturas e densidades elevadas.

O vácuo quântico, ao contrário do que se entende comumente por vácuo, é cheio de partículas potenciais, pares de matéria e anti-matéria virtuais, que estão sendo constantemente criadas e destruídas. Elas não existem como entidades observáveis, mas exercem pressão sobre outras partículas, essa pressão é chamada de Efeito Casimir.

Força Forte é a interação entre quarks e glúons descrita pela  Cromodinamica  Quântica (QCD) . Antigamente era entendida como a força nuclear que ocorria entre prótons e nêutrons, até então considerados indivisíveis.

O espaço é preenchido por uma mistura de partículas quânticas e subatômicas quarks, elétrons, neutrinos e suas partículas, que se movem em todos os sentidos com velocidades próximas à da luz.

Grande Colisor de Hádrons

Acelerador LHC