Conclusion

Auteur: Laurence Tresse

Exercice : Le rapport de force entre les quatres interactions

exerciceIntensité des forces

Difficulté :   

Question 1)

Les quatre interactions fondamentales reliant à distance la matière constituée de fermions ont un ordre de grandeur caractéristique qui permet de les interclasser selon leur force relative de l'une par rapport à l'autre. Considérer le cas de deux particules identiques, séparées par une distance d, et écrire l'expression du produit Forcetimesd^2 rapporté à la grandeur hc/2*pi=unité(3,16*10^(-26);N*m^(-2))(ce qui donnera un facteur sans dimension) pour la force de gravitation et pour la force électromagnétique.

Question 2)

En tenant compte de l'aide, donner l'ordre de grandeur numérique des quatres constantes de couplages, alpha_F=F*d^2/3,16*10^(-26), dans le cas de deux protons de masse unité(1,67*10^(-27);kg), et de charge électrique, unité(1,6*10^(-19);C).

Question 3)

Interclasser les quatre forces selon leur constante de couplage. Quelle force se distingue nettement ?


Sommaire des quatre forces fondamentales

rappelTableau récapitulatif des quatre forces fondamentales

Interaction fondamentaleAction de typeAction entre (fermions)Agit sur Force relativeDistance d'actionDépendance à la distance, d
Forte attractifquarkscouleur1courte (unité(10^(-15);m))1 (nucléaire)
Electromagnétique répulsif ou attractifparticules chargéescharge électrique~10^(-2) (1/137)longue (infini) slash(1;d^2)
Faible transmutatifquarks, leptonssaveur 10^(-5)très courte (unité(10^(-18);m)) de slash(1;d^5) à slash(1;d^7)
Gravitationnelle attractiftoutes les particulesmasse6*10^(-39)longue (infini) slash(1;d^2)

L'édifice de la matière grâce aux forces

force_recap.jpg
Schéma illustratif des corps de matière interagissant à distance sous l'influence des quatre forces fondamentales. Ils sont constitués de particules élémentaires de matière regroupées sous le terme de fermions. Dans la prochaine partie, nous allons aborder la seconde famille de particules élémentaires de matière, elles transmettent les forces entre les fermions, ce sont des bosons médiateurs qui se manifestent sous forme de rayonnement.
Crédit : ASM/Laurence Tresse

Réponses aux exercices

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Exercice 'Intensité des forces'