¿Cuáles son las 4 fuerzas fundamentales?

Las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza son en realidad las cuatro formas en que la materia interactúa en el universo. La gravedad, la más débil de las cuatro, está presente en la vida cotidiana de las personas, pero paradójicamente parece bastante fuerte. La fuerza electromagnética recorre nuestras máquinas eléctricas, internet y teléfonos inteligentes. Las otras dos fuerzas, las fuerzas nucleares fuertes y débiles, operan en el nivel atómico e influyen en partículas elementales como protones y electrones. estas cuatro fuerzas son la razón por la que el mundo existe como lo hace, y cada fuerza tiene propiedades y características únicas.

Cuando los objetos inanimados o las partículas elementales interactúan, las fuerzas fundamentales influyen en su comportamiento. por ejemplo, los planetas orbitan alrededor del sol debido a la fuerza gravitatoria. Los rayos caen porque los electrones saltan entre las nubes y el suelo debido a la fuerza electromagnética. los átomos permanecen juntos debido a la fuerza nuclear fuerte, y la radiación natural es causada por la fuerza nuclear débil.

Estas fuerzas tienen dos características principales en común. Tienen fuerza y ​​actúan a cierta distancia. más allá de eso, son únicos y actúan sobre la materia de maneras completamente diferentes.

La más poderosa de las cuatro fuerzas es la fuerza nuclear fuerte, que tiene que superar la fuerza número dos, el electromagnetismo, en el núcleo atómico. Los núcleos están formados por protones y neutrones, y los protones se repelen entre sí debido a sus cargas positivas. la fuerza nuclear fuerte supera esta repulsión y mantiene a los protones muy juntos en el núcleo.

Para poder comparar la fuerza de las fuerzas fundamentales, los científicos a menudo usan la fuerza nuclear fuerte como base y le asignan un valor de 1. La fuerza de cada una de las otras fuerzas, que son más débiles, se da como una fracción de esto. fuerza. Si bien es la fuerza más poderosa, la fuerza nuclear fuerte no actúa a distancia. está confinado al núcleo de un átomo y solo tiene un rango de aproximadamente el radio de un núcleo promedio.

La fuerza electromagnética actúa sobre las partículas cargadas y es la interacción clave en cualquier cosa que tenga que ver con la electricidad. Debido a que la mayoría de la materia tiene un balance de partículas cargadas, los objetos grandes tienden a ser neutrales y la fuerza no tiene efecto sobre ellos. cuando los objetos se cargan, como en motores eléctricos, en baterías o con electricidad estática, las cargas se repelen y las cargas se atraen. Los electrones son los portadores de carga negativa y son atraídos por los protones, que tienen una carga positiva. cuando las cargas se mueven, crean campos magnéticos que tienen polos norte y sur. Al igual que con las cargas, dos polos iguales se repelen y diferentes polos se atraen.

La fuerza electromagnética es poco menos de una centésima parte de la fuerza de la fuerza nuclear fuerte, pero puede actuar a distancia. mientras se debilita cuando los objetos cargados están más separados, la atracción y la repulsión teóricamente continúan hasta el infinito. sin embargo, a grandes distancias los efectos son pequeños y pueden ser despreciables.

Mientras que la fuerza nuclear fuerte actúa solo sobre las partículas en el núcleo, la fuerza nuclear débil actúa sobre muchas partículas elementales y es responsable de la radiación natural. gobierna la forma en que los elementos se descomponen naturalmente con el tiempo, y cuando los átomos ya no se mantienen unidos, las partículas como los electrones se expulsan en forma de radiación. como resultado, la fuerza nuclear débil influye en cómo se producen la fisión nuclear y la fusión nuclear.

la fuerza débil es menos de una millonésima parte de la fuerza nuclear fuerte, y actúa a distancias muy cortas. Si bien puede atraer y repeler partículas, su rango de operación es tan limitado que realmente no actúa como las otras fuerzas, que empujan o empujan una distancia. La fuerza nuclear débil es más como un pegamento o grasa, activa solo en una capa delgada entre partículas elementales.

La gravedad actúa como una fuerza atractiva entre dos objetos que tienen masa. La fuerza de la gravedad depende de la masa de los objetos. en la vida cotidiana, la fuerza de la gravedad entre la tierra y los objetos, como un automóvil, es el peso del automóvil. La fuerza de la gravedad es directamente proporcional a la masa de los objetos. por ejemplo, 2 cuartos de galón de leche pesan el doble que 1 cuarto de galón.

la gravedad es la fuerza más débil y es menos de una millonésima de la millonésima parte de la fuerza de la fuerza nuclear fuerte. Aunque son muy débiles a nivel atómico, los objetos cotidianos tienen tanta masa que la fuerza de la gravedad se vuelve bastante fuerte. incluso para más masa, como en los planetas y las estrellas, la fuerza de la gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantenerlos en órbita. la gravedad es como la fuerza electromagnética en que actúa a una distancia, teóricamente hasta el infinito. esto se vuelve importante para grandes masas como las galaxias que atraen a otras galaxias incluso cuando están muy alejadas.

es fácil imaginar otras fuerzas activas en la naturaleza, como el viento, una explosión o la fuerza de un motor a reacción. estas son todas las fuerzas secundarias que dependen de las fuerzas fundamentales para su acción. por ejemplo, el viento sopla porque el clima implica que el aire caliente sube y el aire frío cae, mientras que el aire frío es más pesado debido a la gravedad. El viento tiene fuerza porque las moléculas del aire se mantienen unidas por las fuerzas fundamentales, lo que les permite ejercer un empuje. de hecho, las cuatro fuerzas fundamentales están detrás de todo lo que vive el ser.