Fizikte Temel Kuvvetler

Okuma Süresi: 2 Dakika  | Yazdır

Kuvvet; genel olarak kütlesi olan bir cisme hareket yeteneği kazandıran, cisim duruyorsa hareket ettiren, hareket ediyorsa durduran, yönünde değişime sebep olan ya da şekil değişikliyle kendini gösteren etkidir. Yönü, büyüklüğü ve doğrultusu olan bu etki vektörel bir niceliktir.

Madde; lepton, mezon ve baryon gibi altı parçacıkların (kuantumların) birleşmesiyle oluşurken fizikte dört temel kuvvetin birinin ya da bir kaçının etkili olduğu görülür. Bu dört çeşit temel kuvvet etkin oldukları kısımlar ve özellikleri anlamında birbirinde oldukça farklıdır.

Bu dört temel kuvvet:
1-) Kütle-çekim Kuvveti
2-) Zayıf Nükleer Kuvvetler
3-) Elektromanyetik Kuvvetler
4-) Şiddetli Nükleer Kuvvetler şeklindedir.

1-) KÜTLE-ÇEKİM KUVVETİ
Yer çekimi kuvvet olarakta bilinir. Kütlesi olan cisimlerin birbirini çekmesinden kaynaklanır. Bu kuvvet şiddet olarak en zayıf kuvvettir. Ağırlık bu tür bir kuvvettir. Ve kütlelere etki eder. Etki alanı yani menzilleri sonsuzdur. Fakat uzaklık arttıkça azalır. Gündelik yaşamda herhangi iki kuvvetin birbirine uyguladığı kuvveti yeterli hassasiyetle ölçmek günümüz teknolojisiyle oldukça zordur. Örnek olarak Newton’un genel çekim kanunu: F=G.m.M/R² burada m, birinci cismin kütlesi M, ikinci cismin kütlesi R, cisimler arasındaki uzaklık ve G evrensel çekim sabitidir.

2-) ZAYIF NÜKLEER KUVVETLER
İsmi zayıf kuvvet olmakla birlikte kütle-çekim kuvvetinden 10 üzeri 32 kat daha büyüktür. Fakat diğer kuvvetlere oranladığımızda oldukça zayıftır. Bu kuvvet lepton, mezon ve baryon gibi elemanter parçacıklara etki eder. Ayrıca çekirdeklerin kararsız olmasından da bu kuvvet sorumludur. Etki ettiği parçacığın bozunmasına sebep olur. Menzili oldukça kısadır. Örnek olarak beta bozunumu gösterilebilir.

3-) ELEKTROMANYETİK KUVVETLER
İsminden de anlaşıldığı gibi elektrik ve manyetik kuvvetten kaynaklanır. Elektrik kuvveti yüklü parçacıkların birbiri ile etkileşmeyle, Manyetik alan kuvveti ise bu yüklü parçacıkların hareket etmesiyle oluşur. Zayıf kuvvetlerden [10 üzeri 4] defa daha büyüktür. Kütle çekim kuvvetinde olduğu gibi menzilleri sonsuzdur. Örnek olarak Lorentz kuvveti gösterilebilir. F=qE + qv x B

4-) ŞİDDETLİ NÜKLEER KUVVETLER
Baryonlara ve mezonlara etkiyen kuvvetlerdir. Çekirdeğin keşfinden sonra çekirdekte bulunan pozitif protonları çekirdekten fırlamaktan alıkoyan bir kuvvet olduğu düşüncesi hakim oldu. Bu düşünce şiddetli nükleer kuvvetlerin keşfine zemin hazırlamıştır. Şiddetli nükleer kuvvetler elektromanyetik kuvvetlerden 10², zayıf kuvvetlerden 10 üzeri 6 – 10 üzeri 10, kütle çekim kuvvetinden ise 10 üzeri 38 kere daha şiddetlidir.

Bu dört temel kuvvetle ilgili özellikler aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Yazar: Bilge YİĞİT