基本的相互作用

定義

基本的相互作用とは、自然界に存在するすべての力のもとになる4つの基本的な力のことである。
それらは、重力、電磁気力、強い力、弱い力の4種類に分類される。

イメージ

私たちの身の回りの力はすべて、この4つの力の組み合わせでできている。
たとえば、物体が落ちるのは重力、電気や磁石は電磁気力、原子核をまとめているのは強い力である。

数式

基本的相互作用そのものをまとめて表す単一の式はないが、代表的な力の例として重力と電磁気力は次のように表される。

\[F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}\]

\[F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}\]

ここで、
\(F\) は力（N）
\(G\) は万有引力定数
\(m_1, m_2\) は質量（kg）
\(k\) は比例定数
\(q_1, q_2\) は電荷（C）
\(r\) は距離（m）である。

ポイント

• 自然界の力は「重力・電磁気力・強い力・弱い力」の4つに分類される
• 日常で感じる力の多くは電磁気力と重力である
• 原子核や素粒子の現象では強い力や弱い力が重要になる