3 Des exemples de forces
1. EN QUELQUES MOTS…
Dans l’état actuel des connaissances, tous les processus physiques, chimiques ou biologiques
connus peuvent être expliqués à l'aide de quatre interactions fondamentales : l’interaction
gravitationnelle, l’interaction électromagnétique et les deux interactions dites « fortes » et
« faibles ».
Les forces observées à l’échelle macroscopique dans la nature ne sont en réalité qu’une manifestation des quatre interactions fondamentales.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) Les 4 interactions fondamentales
* Interaction gravitationnelle
Deux points matériels quelconques M 1 et M 2 de masses respectives m 1 et m 2 séparés d’une
distance r, s’attirent toujours avec une force colinéaire à
et telle que la norme de
cette force est :
* Interaction électromagnétique
Deux points matériels M 1 et M 2 , chargés électriquement respectivement avec une charge q 1
et q 2 et séparés d’une distance r :
–s ’attirent si q 1 et q 2 sont de signes opposés ;
–s e repoussent si q 1 et q 2 sont de même signe.
avec une force colinéaire à
et telle que la norme de cette force est :
* Les deux interactions dites « fortes » et « faibles »
L'interaction forte assure la cohésion des noyaux atomiques en liant les protons et les neutrons
entre eux. Si elle n'existait pas, les noyaux ne pourraient pas être stables et seraient dissociés
sous l'effet de la répulsion électrostatique des protons entre eux.
L’interaction faible intervient dans les réactions nucléaires et elle agit sur toutes les particules.
Contrairement aux interactions gravitationnelles et électromagnétiques qui ont des portées
infinies, les interactions fortes et faibles ont des portées extrêmement faibles, de l’ordre de
10 –15 m pour la première et 10 –18 m pour la seconde. L’étude des interactions fortes et faibles ne sera pas abordée par la suite.
G : constante de gravitation universelle ; G = 6,67.10 –11 m 3 .
kg –1 .s –2
K : constante ; K= 9.10 9 N.m 2 .C –2
F
MM 12
F
mm
r
= G
12
2
F
MM 12
F
qq
r
=K
12
2
8