5Welche Kräfte gibt es?
Gelegentlich fallen im Alltag auch mal physikalische Bezeichnungen von Kräften. So könntest du zum Beispiel schon von der Reibungskraft, Zentrifugalkraft, Zentripetalkraft, Corioliskraft, Van-der-Waals-Kräfte und vielen weiteren gehört haben.
*Bilder: zu einigen der Kräften*
Doch die Physiker haben erkannt, dass sich alle diese Kräfte auf nur vier grundlegende Kräfte zurückführen lassen. Diese nennen die Physiker die vier Grundkräfte.
Zur Beschreibung der Kräfte wird in der Physik gerne das Wort "Wechselwirkung" verwendet. "Wechselwirkung" drückt aus, dass zwei Objekte, die aufeinander Kräfte ausüben, immer beide von den Kräften beeinflusst werden.
*Bild: Wechselwirkung*
Die Gravitation
Objekte, die Masse (oder Energie) besitzen, ziehen andere Objekte, die Masse (oder Energie) besitzen, an und werden von ihnen angezogen. Diese Kraft ist in ihrer Stärke abhängig vom Abstand. Sie besitzt dabei unendliche Reichweite.
Wie du sicherlich weißt, besitzt du eine Masse. Die Erde besitzt auch eine Masse. Wegen der Gravitation zieht ihr euch gegenseitig an. Man sagt dazu, dass eure Kräfte wechselwirken. Da die Erde allerdings sehr viel schwerer ist, als du es bist, wirst du näher zur Erde gezogen als sie zu dir.
Die Elektromagnetische Wechselwirkung
Diese Kraft wirkt zwischen Objekten, die elektrische Ladung besitzen. Gleiche Ladungen stoßen sich dabei ab und unterschiedliche ziehen sich an. Die resultierende Kraft besitzt unendliche Reichweite. Beispielsweise ziehen sich deine Haare und ein Luftballon an, nachdem man sie aneinander gerieben hat. Denn eines der beiden ist danach positiv geladen und eines negativ.
Die Starke Wechselwirkung
Diese Kraft wirkt nur zwischen Quarks. Sie ist sehr stark, weshalb sie auch den Namen "starke Wechselwirkung" trägt. Ihre Reichweite entspricht ungefähr dem Radius eines Protons. Die starke Wechselwirkung hat eine beschränkte Reichweite.
Man kann sie sich wie ein Gummiseil vorstellen, welches ab einem bestimmten Abstand reißt. Sie bindet mehrere Quarks zu einem Proton oder Neutron zusammen.
*Bild: Links: Zerfall von Atomen ohne vernachlässigte starke Wechselwirkung, weil elektromagnetische Wechselwirkung die Protonen sich abstoßen lässt;;; Rechts: In der Realität werden die Protonen von der starken Wechselwirkung zusammen gehalten.*
Die schwache Wechselwirkung
Diese Kraft wirkt zwischen sehr kleinen Teilchen, wie zum Beispiel Elektronen und Quarks. Sie ist von ihrer Wirkungsreichweite auf weit weniger als einen Protonenradius beschränkt. Außerdem ist sie weitaus schwächer als die starke- oder elektromagnetische Wechselwirkung, weshalb sie den Namen "schwach" trägt.
Die schwache Wechselwirkung wird in diesem Kurs kaum besprochen.
*Bild*
