(Traté de responder esto, pero no necesariamente te doy la respuesta correcta)
Lo que necesita saber sobre estas fuerzas fundamentales es que la fuerza gravitacional es ridículamente débil en comparación con la fuerza electromagnética. Esto se puede deducir del hecho de que los electrones se repelen en lugar de mantenerse unidos por la gravedad. La fuerza nuclear fuerte es incluso más fuerte, o de lo contrario los protones en el núcleo no pueden mantenerse unidos. Sin embargo, la fuerza nuclear débil no es tan débil, y sigue siendo más fuerte que la fuerza gravitacional.
Ahora comenzaré con la comparación entre la fuerza gravitacional y la fuerza electromagnética utilizando el ejemplo de dos electrones que se repelen entre sí.
- En la atmósfera, ¿no hay gravedad?
- ¿Cuál es la fórmula de la dilatación del tiempo gravitacional y puedes explicarla?
- ¿Cuál es la diferencia entre la fuerza electromagnética y la gravedad?
- ¿Cómo podemos definir la gravedad en nuestro sistema solar?
- ¿Cómo se realiza el trabajo por gravedad en una pendiente? Cual es la formula?
Suponga que están a 1 m de distancia. La masa de un electrón es [matemáticas] 9.11 \ veces 10 ^ {- 31} [/ matemáticas] kg, y la carga de un electrón es [matemáticas] 1.60 \ veces 10 ^ {- 19} [/ matemáticas] C.
Con la ley gravitacional de Newton (ahora esto no se aplica a objetos de escala tan pequeña, sino solo para darle una visión aproximada de lo que debería ser),
[matemáticas] F = G m ^ 2 [/ matemáticas]
Al conectar esos valores, obtenemos que la fuerza debida a la gravedad debe ser [matemática] 5.54 \ veces 10 ^ {- 71} [/ matemática] N.
Utilizamos la ley de Coulomb para calcular la fuerza debida a la fuerza electromagnética.
[matemáticas] F = k_e q ^ 2 [/ matemáticas]
(que realmente se parece, ¿no?)
Al conectar esos valores, obtenemos que la fuerza debida al electromagnetismo debe ser [matemática] 2.30 \ por 10 ^ {- 28} [/ matemática] N
Mira el orden de magnitud! Y lo interesante de esto es que en realidad no importa a qué distancia se coloque, la relación entre la fuerza sigue siendo la misma, ya que ambos tienen el denominador común, la distancia al cuadrado.
La relación entre la fuerza electromagnética y la fuerza gravitacional es, por lo tanto, [matemática] 4.15 \ veces 10 ^ {42} [/ matemática]
Luego usamos la constante de acoplamiento (una medida de fuerza) para medir la fuerza de otras fuerzas en comparación con la fuerza electromagnética. Tenga en cuenta que estas fuerzas disminuirán en fuerza cuando la distancia aumente, incluso en comparación con otras fuerzas. O, en otras palabras, cierta fuerza en la disminución de la fuerza más rápido que otra con el mismo aumento de la distancia.
Basado en los valores que obtuve en Wikipedia, la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética es alrededor de [matemática] 10 ^ {- 2} [/ matemática], mientras que la fuerza nuclear fuerte es [matemática] 1 [/ matemática], y la de la fuerza nuclear débil está entre [matemática] 10 ^ {- 7} [/ matemática] a [matemática] 10 ^ {- 6} [/ matemática].
Así que aquí están las respuestas:
La relación de … fuerza a fuerza gravitacional es …
Electromagnético → [matemática] 4.15 \ veces 10 ^ {42} [/ matemática]
Fuerte → Alrededor de [matemáticas] 10 ^ {44} [/ matemáticas] a [matemáticas] 10 ^ {45} [/ matemáticas]
Débil → Alrededor de [matemáticas] 10 ^ {35} [/ matemáticas] a [matemáticas] 10 ^ {37} [/ matemáticas]
¿La implicación? La fuerza gravitacional es ridículamente pequeña y es insignificante en comparación con otras fuerzas en los núcleos atómicos.
