Forças de distância

Entre as forças remotas, a força magnética se destaca

O que são forças remotas?

As Forças de distância o Forças de ação à distância, como também são conhecidas, são aquelas que não precisam dos objetos com os quais interagem estão em contato físico. A partir daí deriva o nome dele.

O peso é a força de distância mais conhecida e familiar de todos porque age em cada situação cotidiana imaginável, mas também existem as forças elétricas e magnéticas.

Por ejemplo, una manzana caerá del árbol porque se encuentra cerca de la superficie de la Tierra y esta ejerce siempre una fuerza de atracción sobre ella, sea que esté suspendida del árbol a cierta altura, que se encuentre encima de una mesa o simplemente esté sobre o chão. O peso da maçã sempre age e faz com que a maçã caia assim que a oportunidade for apresentada.

Nisso as forças remotas diferem das forças de contato, porque exigem contato entre as superfícies para expressar sua ação. O atrito é uma das forças de contato mais frequentes e não há problema em que as forças de contato agem juntamente com as forças de distância no mesmo corpo.

O peso é a principal força de distância conhecida, ou pelo menos a mais familiar para todos, mas há outros, como força eletrostática, força magnética e forças nucleares fortes e fracas, que agem no nível do átomo e do núcleo atômico.

Características das forças de distância

As principais características das forças remotas são:

-Eles não exigem que os objetos que interagem estejam em contato direto.

-Eles associaram um campo de força que serve como mediador para interação.

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Isaac Newton não teve nenhum problema em estabelecer uma ação remota como a maneira pela qual a gravidade age na maçã que cai. Embora Newton tenha pensado especificamente sobre a gravidade, e não sobre interação elétrica ou interação magnética que também não requer contato entre os corpos.

No entanto, há um pequeno inconveniente com isso, uma vez que a ação da distância implica que as informações entre objetos fluem instantaneamente. Assim, o corpo que exerce força sempre detecta a posição do outro objeto o tempo todo, mas o ponto é que nenhuma informação pode viajar mais rápido que a luz no vácuo.

O conceito de campo das forças

O fato de nada viajar mais rápido do que a luz no vácuo levou à criação do conceito de forças de campo, através da qual a interação ocorre.

O físico inglês Michael Faraday foi o primeiro a definir um campo de forças, desta vez pensando em interação eletromagnética, embora a idéia se estenda a outras forças que agem sem a necessidade de contato direto.

Por exemplo, o campo gravitacional da terra é o que atua como um mediador entre a Terra e a maçã, e é através do campo que este percebe a massa da terra e é atraído por ela.

É por isso que alguns autores preferem chamar forças de distância como forças de campo (Campo de força Em inglês), o campo é uma entidade vetorial relacionada à força e responsável por estabelecer a interação entre objetos em cada ponto do espaço. Graças ao campo da força, o objeto que o produz não precisa nem descobrir o que está afetando outro.

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Exemplos de forças remotas

As forças que são brevemente descritas abaixo fazem parte do interações fundamentais da natureza. Os mais familiares, como afirmado, são forças de gravidade e eletromagnéticas.

No entanto, o papel das forças nucleares fortes e fracas é fundamental na estabilidade da matéria, sem elas não haveria universo como a conhecemos.

A gravidade

A força da gravidade é a força de distância mais familiar de todos, uma vez que se manifesta através do peso. Fonte: Alexander Borek através da Wikimedia Commons.

A força da gravidade surge entre dois objetos que têm massa e sempre são de atração. É chamado de peso, quando o objeto que exerce é a terra e aquele que a recebe está perto da superfície, mas há entre qualquer par de objetos com massa, embora a massa dos objetos seja muito pequena, a força de atração entre ambos não evidentes.

É uma faixa longa, então a força da gravidade se manifesta poderosamente em escala cósmica: graças a ele, o sol mantém os planetas e outros objetos do sistema solar em suas respectivas órbitas.

É também a força principal, graças a que os corpos celestes, como estrelas e planetas, sol e terra são formados.

A força eletrostática

Essa força aparece entre os objetos que têm carga elétrica e podem ser atração ou repulsão. Existem dois tipos de carga: positivo e negativo. No átomo, os prótons no núcleo têm uma carga positiva, enquanto os elétrons têm negativo.

Geralmente o átomo é neutro, o que significa que o número de prótons é igual ao dos elétrons, mas às vezes a matéria é ionizada, ou seja, adquire excesso de elétrons ou os perde. Nesse caso, há uma carga líquida, que pode interagir com outras cargas.

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A existência da força eletrostática é fácil de verificar: basta pentear o pente de plástico e aproximá -lo de pedaços de papel ou confete. É visto imediatamente que o pente atrai pedaços de papel.

A força magnética

Direção de força magnética em ímãs ilustrados com seus postes magnéticos

Os gregos antigos sabiam, através do testemunho de Miletus, um mineral abundante nas colinas da cidade da magnésia na Ásia Menor, capaz de atrair peças de ferro ou minerais de níquel. Este mineral é um óxido de ferro chamado magnetita, que por sua vez podem magnetizar outros minerais suscetíveis e transformá -los em um ímã.

Os ímãs desviam a bússola e também um fio através do qual uma corrente elétrica circula se comporta como um ímã. De fato, o magnetismo está associado à movimentação de cargas elétricas.

A polaridade é uma característica dos ímãs, existem dois tipos: Pólo Norte e Pólo Sul. Os pólos opostos são atraídos e os pólos iguais repelem, mas, diferentemente das cargas elétricas, na natureza elas nunca são separadas, os ímãs estão sempre mergulhados.

Forças nucleares fortes e fracas

Ilustração de um átomo com seus elétrons, núcleo, nêutrons e prótons, onde as forças nucleares são apresentadas

Essas forças não são facilmente observáveis, mas têm a missão importante de manter o núcleo atômico coesivo, muito necessário se o núcleo for considerado composto por prótons, o que, sendo toda a carga positiva que experimentam repulsão elétrica.

São forças de curta duração, uma vez que agem apenas a distâncias semelhantes ao tamanho do núcleo atômico, aproximadamente da ordem de 10^-quinze M, uma distância extremamente pequena.

Todas as forças remotas são muito importantes, porque em suas ações elas são combinadas para moldar o universo conhecido.