Hverdagsfysikk

Forstå de usynlige kreftene som styrer alt vi gjør!

Isaac Newton var den første til å påpeke at uten krefter vil ingen objekter kunne bevege seg. Dermed formulerte han loven om legemers treghet. Alt, fra de minste atomene og til de største stjernene, styres av fire fundamentale krefter: gravitasjonskraften, den elektromagnetiske kraften, den svake kjernekraften og den sterke kjernekraften. Hvis én av disse blir tatt bort, med mulig unntak av svak kjernekraft, ville Universet, slik vi kjenner det, bli totalt forandret.

Gravitasjonen holder føttene våre trygt på bakken og binder planetene fast i deres baner rundt stjernene. Overalt hvor det er materie, er det gravitasjon, og uten den ville Universet, slik vi kjenner det, ikke eksistere. Materien ville da aldri ha klumpet seg sammen og formet de første stjernene etter Big Bang.

Svak kjernekraft styrer den kjernefysiske fusjonen og den radioaktive nedbrytingen. Det er den eneste kraften som kan forandre typene av subatomære partikler, f.eks. de som vi kaller kvarker. Disse partiklene slår seg sammen til protoner og nøytroner i atomkjernen. Det finnes en hypotetisk modell av et «kraftløst univers», men uten den svake kraften til å opprettholde balansen mellom fusjonsreaksjonene som gir stjernene deres kraft, er det usikkert om modellen vil fungere.

Den elektromagnetiske kraften er ansvarlig for den bremsende funksjonen til friksjon og er årsaken til at stoffer i fast form ikke beveger seg gjennom hverandre når de kolliderer. Du kan f. eks. ikke gå gjennom en vegg. Den gjør at magneter trekker noe til seg og er årsaken til den oppadgående kraften i vannet, det vi kaller oppdrift. Det viktigste er likevel at den elektromagnetiske kraften holder negativt ladede atomer i et fast omløp rundt en atomkjerne og gjør at disse atomene kan komme sammen og danne molekyler. Atomkjernen selv holdes sammen av den sterke kjernefysiske kraften. Dersom én av disse kreftene skulle svikte, kunne ikke atomene eksistere og heller ikke det Universet vi lever i.

Energioverføring

Når kuler kolliderer, overføres det energi fra den ene til den andre. Atomkjerne

Kjernen i et atom er lagd av positivt ladede protoner og nøytrale nøytroner. Kvarker med forskjellig ladning (farge)

Den svake kjernekraften kan gjøre om én type kvark til en annen med ulik masse og ladning. Akselerasjon

Jo mer kraft som tilføres kulene, jo fortere vil de rulle. Sterk kjernekraft

Den sterke kjernekraften virker bare over en ekstremt kort distanse, men den kan motvirke frastøtingen mellom de positivt ladede protonene og holder kjernen til hvert atom sammen. Kvarker

Protoner og nøytroner er lagd av elementærpartikler som kalles kvarker. Det finnes seks typer (farger) av kvarker, u (for ‘up’), d (for ‘down’), s (for ‘strange’), c (for ‘charm), b (for ‘bottom’) og t (for ‘top’). Treghet

Bevegelige objekter, som kulene på et biljardbord, vil stå imot endringer i bevegelse og har en tendens til å bevege seg i rett linje. Bevarer framdriften Når én kule treffer en annen, vil nesten all energien bli overført slik at den første kulen stopper. Friksjon

Når kulene ruller over biljardbordet, vil de elektromagnetiske kreftene mellom molekylene i kulene og i filten på bordet bremse farten.

Molekylært samspillDen elektromagnetiske kraften holder molekyler og atomer sammen. Elektromagnetisk kraft Denne langtvirkende kraften er resultat av et samspill mellom positivt ladede protoner og negativt ladede elektroner. BetastrålingNår et nøytron i atomkjernen blir omdannet til et proton, et elektron og en bitteliten antinøytrino, vil elektronet ståle ut fra atomkjernen med svært stor fart. Dette kalles betastråling.Svak kjernekraftDen svake kjernekraften sørger for radioaktiv nedbrytning.