A Física como um programa de estudo unificado das Forças Fundamentais da Natureza

Desde os gregos antigos, como Aristóteles (séc. IV a.C.) e Arquimedes (séc. III a.C.),  o conceito de força vem sendo elaborado.

Foi só com o trabalho coletivo da Royal Society (a Real Sociedade de Londres para o Melhoramento do Conhecimento Natural, que em inglês é chamada The Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge) no séc. XVIII e especialmente o trabalho de Isaac Newton, foi que o conceito de força foi formalizado da maneira como conhecemos hoje:

"A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida"

Ou, expressando na notação matemática:

Esta equação define a força inercial e é chamada de 2ª Lei de Newton.



Desde então os fenômenos naturais vem sendo estudados pela física, em geral, através das forças que os produzem. Foram identificadas algumas forças fundamentais da natureza. São elas:

• A Força Gravitacional
• A Força Elétrica
• A Força Magnética
• As Forças Nucleares

Posteriormente a teoria da eletricidade e do magnetismo foram unificadas por James Clerk Maxwell (séc. XIX) de maneira que hoje entende-se que elas são aspectos diferentes de um mesmo tipo de interação: a força eletromagnética.

A seguir serão mostrados fenômenos e descrições de onde poderemos observar as forças fundamentais da natureza.

Força gravitacional

A força gravitacional é uma força de interação entre corpos massivos, sempre atrativa. A força gravitacional é aquela que promove o movimento dos corpos em queda na superfície da Terra da mesma maneira que mantém a Lua em sua órbita através da atração.

Força elétrica

A força elétrica é aquela que se observa entre corpos carregados eletricamente. A força elétrica é atrativa entre cargas opostas (sinais diferentes) e é repulsiva entre cargas de mesmo sinal.

Força Magnética

A força magnética é aquela que se observa entre imãs naturais (magnetita) e artificiais (outros compostos e também bobinas percorridas por uma corrente elétrica, chamados de eletroímãs). Assim como a força elétrica elas podem ser atrativas (quando os imãs estão orientados no mesmo sentido) ou repulsivas (quando os imãs estão orientados em sentido contrário).
O imãs tem polos magnéticos identificados por Norte (N) e Sul (S). Ao contrário das cargas elétricas, os polos dos imãs não podem ser separados.

Forças Nucleares

As forças nucleares são as responsáveis por manter o núcleo do átomo estável. O núcleo é formado por prótons e nêutrons. Os prótons tem carga elétrica positiva (+). Em átomos com mais de um próton a força de repulsão elétrica entre os prótons é muito grande, pois eles estão muito próximos. Há uma força de curto alcance que mantém os prótons e nêutrons unidos no núcleo, chamada de Força Nuclear Forte.

Há também partículas menores que os prótons, nêutrons e elétrons, chamadas de neutrinos. Estas partículas surgem na decomposição do nêutron (decaimento radioativo) e são relacionadas com a força que expulsa elétrons de alta velocidade do átomo que se formam a partir do nêutron nesta decomposição radioativa. Esta é a chamada Força Nuclear Fraca.

 

Conclusão

Como foi dito anteriormente, as forças elétrica e magnética estão relacionadas, sendo dois aspectos diferentes de uma mesma força fundamental, chamada de Força Eletromagnética. Assim podemos dizer que existem 4 tipos de forças fundamentais:

1. Força Gravitacional
2. Força Eletromagnética
3. Força Nuclear Forte
4. Força Nuclear Fraca

Versão para impressão

Ficha para aula