CHAPITRE 15 – PRINCIPES DE LA DYNAMIQUE NEWTONIENNE
5.1 Les quatre interactions fondamentales
Interaction
Particules concernées
Portée
Principale manifestation
Forte
quarks et dérivés
10 −15 m
cohésion des noyaux
Faible
constituants des noyaux 10 −18 m
radioactivité β
Electromagnétique
particules chargées
infinie
existence des atomes
réactions chimiques
Gravitationnelle
particules massiques
infinie
existence et trajectoires
des astres, des planètes
Tableau 15.1 – Les interactions fondamentales et leurs principales manifestations.
Au niveau des particules élémentaires de la matière, les interactions sont au nombre de quatre.
Le tableau 15.1 les décrit très brièvement. Pour lire ce tableau, on rappelle que les particules
dérivées des quarks les plus connues sont les protons et les neutrons (les électrons et les
neutrinos font partie de la famille des leptons). Par ailleurs, l’interaction faible est dénommée
ainsi car elle est 10
5 fois plus faible que l’interaction forte.
Remarque
Le souhait d’obtenir une théorie unique pour rendre compte de l’ensemble de ces quatre
interactions est très ancien. Dans les années 1960, S.H. Glashow, A. Salam et S. Weinberg (prix Nobel en 1979) ont proposé un modèle électrofaible unifiant les interactions
faible et électromagnétique. Cette théorie a été vérifiée expérimentalement en 1983. À
ce jour, aucune théorie unificatrice n’a été établie malgré de nombreuses recherches.
Les interactions forte et faible sont négligeables au niveau macroscopique. Dans la
suite, on n’en tiendra pas compte puisqu’on se placera à cette échelle. Il suffit ici de
savoir que ces interactions existent et permettent d’expliquer des phénomènes du noyau
incompréhensibles à l’aide des interactions électromagnétique et gravitationnelle.
5.2 Forces à distance
Ces forces s’appliquent sans qu’il y ait de contact entre le milieu extérieur et le système.
a) Force gravitationnelle
Cette force s’applique au centre de gravité G du système de masse m situé dans un champ
gravitationnel − → g gravi créé en M par le milieu extérieur. On se restreint au cas le plus simple
où le champ gravitationnel est créé par une masse ponctuelle m p placée en P et où le système
est réduit à un point M = G.
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5.1 Les quatre interactions fondamentales
Interaction
Particules concernées
Portée
Principale manifestation
Forte
quarks et dérivés
10 −15 m
cohésion des noyaux
Faible
constituants des noyaux 10 −18 m
radioactivité β
Electromagnétique
particules chargées
infinie
existence des atomes
réactions chimiques
Gravitationnelle
particules massiques
infinie
existence et trajectoires
des astres, des planètes
Tableau 15.1 – Les interactions fondamentales et leurs principales manifestations.
Au niveau des particules élémentaires de la matière, les interactions sont au nombre de quatre.
Le tableau 15.1 les décrit très brièvement. Pour lire ce tableau, on rappelle que les particules
dérivées des quarks les plus connues sont les protons et les neutrons (les électrons et les
neutrinos font partie de la famille des leptons). Par ailleurs, l’interaction faible est dénommée
ainsi car elle est 10
5 fois plus faible que l’interaction forte.
Remarque
Le souhait d’obtenir une théorie unique pour rendre compte de l’ensemble de ces quatre
interactions est très ancien. Dans les années 1960, S.H. Glashow, A. Salam et S. Weinberg (prix Nobel en 1979) ont proposé un modèle électrofaible unifiant les interactions
faible et électromagnétique. Cette théorie a été vérifiée expérimentalement en 1983. À
ce jour, aucune théorie unificatrice n’a été établie malgré de nombreuses recherches.
Les interactions forte et faible sont négligeables au niveau macroscopique. Dans la
suite, on n’en tiendra pas compte puisqu’on se placera à cette échelle. Il suffit ici de
savoir que ces interactions existent et permettent d’expliquer des phénomènes du noyau
incompréhensibles à l’aide des interactions électromagnétique et gravitationnelle.
5.2 Forces à distance
Ces forces s’appliquent sans qu’il y ait de contact entre le milieu extérieur et le système.
a) Force gravitationnelle
Cette force s’applique au centre de gravité G du système de masse m situé dans un champ
gravitationnel − → g gravi créé en M par le milieu extérieur. On se restreint au cas le plus simple
où le champ gravitationnel est créé par une masse ponctuelle m p placée en P et où le système
est réduit à un point M = G.
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