Fundamentos de Física
Qual a diferença entre força e interação?
Os objetos macroscópicos se presentam, aos sentidos humanos, como se tivessem uma estrutura contínua. Na verdade, são compostos de unidades microscópicas básicas distintas (prótons, nêutrons, elétrons, etc.), agrupadas de muitas maneiras diferentes.
Por outro lado, como os objetos se apresentam, aos sentidos humanos, com tamanhos, formas e posições bem definidos, existe a tendência de extrapolar tais propriedades inclusive às unidades básicas que constituem tais objetos. Os experimentos da Física Moderna não fundamentam essa extrapolação.
Atualmente, o termo partícula é aplicado a entes físicos que têm propriedades como massa e carga elétrica, que na Física Clássica são usualmente atribuídas ao que ali se chama de partícula, e propriedades como comprimento de onda e freqüência, que na Física Clássica são usualmente atribuídas ao que ali se chama de onda.
Os fenômenos do mundo material são descritos introduzindo-se uma variedade de forças diferentes como, por exemplo, a força peso, a força de atrito, a força de viscosidade, a força normal, a força elástica, a força elétrica e a força magnética.
Contudo, descrevendo-se os fenômenos em termos de suas unidades microscópicas básicas e suas interações mútuas, aquela variedade de forças pode ser compreendida em termos de apenas quatro interações fundamentais: a interação gravitacional, a interação nuclear fraca, a interação eletromagnética e a interação nuclear forte.
As intensidades relativas dessas interações fundamentais são:
| Nuclear Forte | 1 |
| Eletromagnética | 10−2 |
| Nuclear Fraca | 10−14 |
| Gravitacional | 10−37 |
O termo interação se refere, portanto, à ação mútua entre duas partículas ou dois corpos. Por exemplo, dizemos que existe uma interação gravitacional entre a Terra e a Lua ou uma interação elétrica entre dois corpos com cargas elétricas não nulas.
A cada uma das quatro interações mencionadas acima está associada certa propriedade chamada fonte. A fonte da interação gravitacional é a propriedade que chamamos de massa e, por isso, dizemos que a interação gravitacional ocorre entre corpos com massa. A fonte da interação eletromagnética é a propriedade que chamamos de carga elétrica. A fonte da interação nuclear forte é a propriedade que chamamos de cor (ou carga de cor), característica dos quarks. A palavra cor, neste contexto, não se refere à acepção de uso cotidiano, ligada à percepção humana das radiações eletromagnéticas da região visível do espectro. Finalmente, a fonte da interação fraca é a propriedade que chamamos de carga fraca.
As leis fundamentais das interações são formuladas em termos de fontes pontuais (partículas) e as forças entre dois ou mais corpos sempre podem ser reduzidas a resultantes de forças entre pares de fontes (pares de partículas).
Assim, por exemplo, a interação elétrica entre a partícula A, com carga elétrica Q1, e a partícula B,com carga elétrica Q2, é representada por duas forças, uma da partícula A sobre a partícula B e outra, da partícula B sobre a partícula A.
A interação gravitacional entre a Terra e a Lua é representada por duas forças, uma da Terra sobre a Lua e outra, da Lua sobre a Terra.
Do ponto de vista das fontes pontuais, a força gravitacional que a Terra exerce sobre a Lua pode ser reduzida à resultante das forças gravitacionais que cada partícula que forma a Terra exerce sobre cada partícula que forma a Lua e a força gravitacional que a Lua exerce sobre a Terra pode ser reduzida à resultante das forças gravitacionais que cada partícula que forma a Lua exerce sobre cada partícula que forma a Terra.
O mesmo vale para quaisquer dois corpos que interagem gravitacionalmente ou por qualquer outra das interações fundamentais.
O termo força se refere, portanto, a cada elemento do par que descreve (ou modela) a interação entre duas fontes pontuais ou entre dois corpos formados por um número qualquer de fontes pontuais.
A interação gravitacional é responsável pelas estruturas muito grandes, como as galáxias e os sistemas planetários e estelares. Na experiência cotidiana, a interação gravitacional aparece como o peso dos corpos.
A interação eletromagnética é responsável pelas propriedades gerais dos átomos e das moléculas, dos sistemas em que átomos e moléculas aparecem agregados em líquidos e sólidos e pelas propriedades químicas das substâncias. Na experiência cotidiana, a interação eletromagnética aparece como as forças de atrito, a força normal, a força de viscosidade e a força elástica.
A interação nuclear fraca ou, simplesmente, interação fraca, é responsável pela transformação espontânea de prótons em nêutrons (decaimento β+) e de nêutrons em prótons (decaimento β−).A interação nuclear forte ou, simplesmente, interação nuclear, é responsável por quase todas as propriedades dos núcleos atômicos, mas não produz efeitos diretamente observáveis na experiência cotidiana.
Site do Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria (GEF-UFSM)