Doğadaki temel kuvvetler

Günlük yaşantımızda bir çok kuvvet çeşidi ile karşılaşmaktayız. Bu kuvvetlere sürtünme kuvveti, elektrostatik kuvvetler, manyetik kuvvetler gibi örnekler verilebilir. Tüm bu kuvvetler büyük boyutlarda yani makroskobik boyutlardaki cisimlerin birbirleri ile etkileşiminde gözlemlenmektedir. Örneğin yolda yürüdüğümüz zaman ayaklarımız ile yer arasındaki sürtünme kuvveti hareketimize yardımcı olur. Makroskobik boyutlarda yer alan kuvvetleri temel olarak iki gruba dahil edebiliriz.

• Kütle çekim kuvveti
• Elektromanyetik kuvvet

Bu kuvvetlerin yanı sıra çok küçük boyutlarda yani mikroskobik dünyada yer alan kuvvetler de vardır.

• Zayıf nükleer kuvvetler
• Şiddetli nükleer kuvvetler

Yani tüm dünyada dört temel kuvvet yer almaktadır.

1. Kütle çekim kuvveti
2. Elektromanyetik kuvvet
3. Zayıf nükleer kuvvetler
4. Şiddetli nükleer kuvvetler

Kütle Çekim Kuvveti​

Issac Newton evrende yer alan tüm cisimlerin birbirlerini belirli ölçülerde çektiğini keşfetmiştir . Cisimlerin kütleleri nedeniyle aralarında oluşan bu çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti adı verilmektedir..



Yukarıdaki şekilde yer alan m1 ve m2 kütleli cisimlerin birbirinden r uzaklığında oldukları durumu düşünelim. Bu durumda cisimler arasında oluşan kütle çekim kuvveti aşağıdaki formül ile bulunur.



Burada G kütle çekim sabiti olup değeri‘dir.

Kütle çekim kuvvetleri doğada bulunan en zayıf kuvvet çeşididir. Yerçekimi kuvveti bir kütle çekim kuvvetidir.

Elektromanyetik Kuvvet​

Cisimler arasında sahip oldukları elektrik yükleri nedeniyle bir kuvvet oluşur. Bu kuvvete elektromanyetik kuvvet denir. Eğer bu cisimler aynı tür yükle yüklenmişler ise aralarındaki bu kuvvet itme kuvveti şeklinde olur. Farklı türden yüklü cisimler arasında ise çekme kuvveti olarak kendini gösterir. Elektromanyetik kuvvet Coulomb kanunu ile verilen bir bağıntı yardımı ile hesaplanır. Birbirinden d uzaklığı kadar ayrı olan q1 ve q2 yüklü cisimler arasında oluşan kuvvetin büyüklüğü aşağıdaki formül ile hesaplanabilir.



Burada,

F : Coulomb kuvveti

d : Yüklü cisimlerin kütle merkezleri arasındaki uzaklık

k : Ortamın cinsine ve kullanılan birim sistemine bağlı olarak değişen Coulomb sabiti.

Aynı türde yüklü cisimler arasında oluşan kuvvet aşağıdaki şekilde gösterilebilir.

Zayıf nükleer kuvvetler​

Zayıf nükleer kuvvetler atomik boyutlarda söz konusu olan bir kuvvettir. Bu kuvvet atomların kararsızlığından sorumlu kuvvetlerdir. Bu kuvvetler nükleer bozunmalarda görülmektedir.

Şiddetli nükleer kuvvetler​

Şiddetli kuvvetler yine zayıf nükleer kuvvetlerde de olduğu gibi çok küçük boyutlarda rastladığımız kuvvettir. Bu kuvvetler atom çekirdeğinde yer alan proton ve nötronların bir arada durmasını sağlarlar. Şiddetli nükleer kuvvetler temel kuvvetlerden en şiddetli olanıdır. Fakat bu kuvvetler çok çok kısa mesafelerde etkisini gösterebilirler.