La cohésion de la matière Thème 1 : Cohésion de la matière / CHAP2 La cohésion de la matière grâce aux interactions fondamentales

L'interaction gravitationnelle  Deux corps sphériques et homogènes A et B de masse "m1" et "m2", dont les centres sont distants de "d", exercent l'un sur l'autre des forces attractives et telles que : kg m N G = 6,67.10-11 N.Kg-2.m2

MTerre = 5,97.1024 kg MLune = 7,35.1022 kg dTerre/Lune = 3,84.108 m  Calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle qui s'exerce entre la Terre et la Lune MTerre = 5,97.1024 kg MLune = 7,35.1022 kg dTerre/Lune = 3,84.108 m 1,98.1020 N

mproton = 1,67.10-27 kg mélectron = 9,11.10-31 kg  Calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle qui s'exerce au sein d'un atome d'hydrogène entre le proton et l'électron. mproton = 1,67.10-27 kg mélectron = 9,11.10-31 kg dproton/électron = 0,53.10-10 m 3,61.10-47 N

L'interaction électrique  Deux corps ponctuels A et B portant des charges "q1" et "q2", distant de "d", exercent l'un sur l'autre des forces soient attractives (si les charges sont de signes opposées), soient répulsives (si les charges sont de même signe) et telles que : C m N k = constante dépendant du milieu kvide = 8,99.109 SI  Faire 2 figures schématisant la situation (suivant le signe des charges)

10-7 N 10-47 N qproton = 1,6.10-19 C qelectron = -1,6.10-19 C  Calculer la force d'interaction électrique qui s'exerce au sein d'un atome d'hydrogène entre le proton et l'électron qproton = 1,6.10-19 C qelectron = -1,6.10-19 C dproton/électron = 0,53.10-10 m Ordre de grandeur 8,2.10-8 N 10-7 N Fgravitationnelle = 3,61.10-47 N Ordre de grandeur 10-47 N  La cohésion de l’atome est due à la force électrostatique et non gravitationnelle

La cohésion de la matière: de l’atome aux galaxies

Interaction nucléaire forte L’échelle nucléaire 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10-18 m → 10-15 m Interaction électromagnétique Interaction nucléaire forte Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique L’échelle atomique 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10-15 m → 10-10 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique L’échelle moléculaire 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10-10 m → 10-8 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique L’échelle cellulaire 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10-8 m → 10-5 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle L’échelle humaine 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10-5 m → 10 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle L’échelle terrestre 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 10 m → 107 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle Interaction gravitationnelle

Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle L’échelle planétaire 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 107 m → 1012 m Interaction électromagnétique Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle Interaction gravitationnelle

Interaction gravitationnelle L’échelle interstellaire 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 1012 m → 1021 m Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle Interaction gravitationnelle

Interaction gravitationnelle L’échelle galactique 10 m échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte 1021 m → 1026 m Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle Interaction gravitationnelle

échelle interstellaire échelle moléculaire échelle atomique échelle galactique échelle nucléaire échelle cellulaire échelle humaine échelle terrestre échelle planétaire 10-15 10-10 10-5 100 105 1010 1015 1020 1025 Échelle (m) Interaction forte Interaction électromagnétique Interaction gravitationnelle