I – Interaction gravitationnelle

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Physique, Chapitre 1 PREMIERE S
LES INTERACTIONS FONDAMENTALES
I – Interaction gravitationnelle
Deux corps ponctuels de masses mA et mB exercent l'un sur l'autre des
forces FB/A et FA/B attractives de même valeur, de même direction mais
de sens opposé.
Remarque : Ne pas confondre G : constante universelle de
gravitation et g : pesanteur
II – Interaction électrique
1°) A l’échelle microscopique : la loi de Coulomb
2°) A l’échelle macroscopique : l’électrisation
(cf.TP)
Electriser un objet consiste :
 Soit à lui apporter ou lui arracher des électrons ;
 Soit à provoquer un déplacement interne des charges électriques

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3°) Comportement des matériaux vis-à-vis de l’électricité
a) Comportement d’un métal ou d’un isolant
III – Interaction forte
IV – Domaines de prédominance des interactions
a) A l’échelle des noyaux atomiques
Un noyau est constitué de deux types de nucléons : protons et neutrons.
A priori, les trois interactions coexistent :
 L’interaction gravitationnelle entre nucléons est attractive
 L’interaction électromagnétique entre protons est répulsive mais n’a aucun effet sur les
neutrons
Considérons un noyau d’hélium ( )
- La force d’attraction gravitationnelle entre deux protons est définie par la loi de Newton :
- La force de répulsion coulombienne entre deux protons est définie par la loi de Coulomb :
La force d’attraction gravitationnelle ne permet pas de maintenir la cohésion du noyau, celle-ci étant plus
faible que la force de répulsion coulombienne. Une autre force doit rentrer en jeu.
 L’interaction forte favorise le rapprochement de tous les nucléons.
Remarque :
Il n’existe pas de noyaux naturels plus gros que l’uranium. Avec l’augmentation du nombre de protons, et
malgré une quantité croissante de neutrons permettant de séparer les protons, la répulsion électrique
devient si intense qu’elle ne permet plus de compenser l’interaction forte. Ces noyaux sont instables : ils
se désintègrent (phénomène de radioactivité).

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b) A l’échelle astronomique
Pour expliquer la cohésion de gros objets comme des planètes, des étoiles ou des galaxies, seules les deux
interactions de portée infinie sont susceptibles d’intervenir :
 L’interaction gravitationnelle
 L’interaction électromagnétique
Mais la matière est globalement neutre à grande échelle donc l’interaction électromagnétique, bien que
plus intense en présence de charges, ne joue plus aucun rôle.
c) De l’échelle atomique à l’échelle humaine
Les objets comme les molécules, les cellules vivantes ou les voitures sont trop grands pour être concernés
par l’interaction forte mais leurs masses sont trop faibles pour que l’interaction gravitationnelle joue un
rôle important dans leur constitution.
d) Tableau récapitulatif
Interaction
gravitationnelle
Interaction
électromagnétique
Interaction forte
A l’échelle astronomique
A l’échelle humaine
A l’échelle atomique
A l’échelle nucléaire