Si vous avez pris la physique d’introduction, vous avez appris les «forces fondamentales». Cela fait quelque chose comme ceci: toutes les interactions sont le résultat d’une ou plusieurs des cinq forces de base: forte nucléaire, nucléaire faible, gravité, électrique et magnétique. «Faire de la physique», alors, signifie identifier les forces en jeu.
Il y a un problème, cependant, qui n’aurait peut-être pas été mentionné: les forces que vous observez dépendent de votre point de vue – votre «cadre de référence». Regardez par la fenêtre. Des arbres, des maisons, des pelouses – ils sont tous fixes, non? Mais regardez ce même endroit depuis l’espace et il se déplace mille milles à l’heure. Cela vous semblait encore parce que vous déménagiez avec.
Nous avons ce même problème avec les champs électriques et magnétiques. Selon votre cadre de référence, ce qui semble être une force magnétique d’un endroit semble être une force électrique d’un autre.
Votre cerveau fond-il encore? Attendez, il devient encore plus étrange. Pour comprendre ce qui se passe ici, regardons d’abord les forces électriques et magnétiques isolément.
La force électrique
Vous voyez toutes ces choses autour de vous? Tout. Tout est fait de trois choses: protons, électrons et neutrons. C’est un peu sauvage quand on y pense. Deux de ces particules fondamentales ont une charge électrique: l’électron chargé négativement et le proton positif.
Si un objet a plus d’électrons que de protons, il aura une charge négative nette. Alors, cette chaussette dans le sèche-linge qui s’accroche à tout? Il a ramassé des électrons supplémentaires en frottant contre d’autres vêtements. Si un objet perd des électrons, il a une charge positive.
Nous pouvons calculer la force électrostatique entre deux objets chargés avec la loi de Coulomb. Cela dit que la force entre eux dépend du produit de leurs charges et de leur distance. Pour illustrer, j’ai construit cet engin de haute technologie ci-dessous, qui a deux petits blocs de mousse accrochés aux cordes. Je leur ai donné tous les deux une charge négative, ce qui signifie qu’ils se repousseront. Vérifiez-le:
