Arxiu del dimarts , 23/01/2018

Força

dimarts , 23/01/2018

Hi ha coses de les que en parlem, les calculem, les apliquem i sembla que no tinguin secret, però quan i reflexiones una mica, descobreixes que, potser no resulten tan evidents. Una cosa així passa amb el concepte de “força” (en el sentit físic de la paraula). Parlem de la força de la gravetat, d’aplicar una força, de la força centrífuga, de la força electromagnètica,… i considerem que tenim clar el que és malgrat tractar-se de fenòmens molt diferents. Però quan vols definir-la, resulta una mica més complicat.

Al diccionari veig que força és una “causa capaç de modificar l’estat de repòs o de moviment d’un cos o de produir-li deformacions”. A la Viquipèdia parla d’una “acció que provoca una pertorbació en la quantitat de moviment d’un cos” i a la versió anglesa diu que és “qualsevol interacció que, si res no s’hi oposa, canviarà el moviment d’un objecte”.

Amb tot això queden clares dues coses. Que la força no és una “cosa” sinó un fenomen que apareix al interaccionar dos objectes i que està molt relacionada amb el moviment.

Això del moviment podria semblar incorrecte ja que tots sabem que podem aplicar una força a un objecte i que el moviment no es vegi per enlloc. Si empenyo una paret, aquesta no es mourà, però jo puc assegurar que hi estic aplicant una força! Un primer detall és que sí que hi haurà un moviment, però serà microscòpic. Per això el diccionari afegeix que les deformacions també poden ser conseqüència d’aplicar una força. En realitat, una deformació és el moviment de les molècules que formen part d’un objecte. Si aplico una força contra una paret, la meva ma o la paret es deformaran de manera proporcional a la força aplicada.

Un segon detall és el que apunta la Viquipèdia anglesa: el moviment es notarà sempre que no hi hagi una altra força que s’hi oposi. La resistència del material i la fricció son forces oposades que apareixen quan empenyo contra la paret i que contraresten les meves, comparativament, pobres forces.

Durant molt temps, això de les forces va ser difícil d’entendre, però un bon dia va arribar l’Isaac Newton i ho va descriure matemàticament amb la fórmula “F=m·a”. La força és allò que pot accelerar determinada quantitat de massa. Amb la fórmula, de pas, es podent quantificar i comparar forces. Amb la mateixa força puc accelerar molt una cosa petita o accelerar molt poc una cosa molt gran. Un fet totalment intuïtiu, però que va necessitar una ment de la categoria de Newton per posar-ho per escrit.

La cosa es complica una mica quan parlem de forces per coses en les que no resulta tan evident la interacció. Puc xutar una pilota i la puntada de peu genera la força. Però en el cas de la gravetat o l’electromagnetisme, aparentment no hi ha interacció física. I això que son forces que es fan molt evidents quan caus a terra o quan jugues amb un imant. Potser no hi ha contacte, però allà hi ha forces actuant!

En realitat el que interactua son els camps que es generen. El camp gravitatori o el camp electromagnètic. Un concepte, aquest de “camp”, que també va trigar un temps a generar-se, però que va permetre entendre molts processos.

I quan ja ho teníem clar, van arribar la relativitat i la física quàntica i van fer fora el concepte de força. En el cas de la relativitat el que hi ha son distorsions de l’espai-temps i en el cas de la quàntica són intercanvis de fotons, gluons o bosons. En ambdós casos quan es parla de força ja només és una manera de parlar (molt més entenedora) però no un fenomen com en el cas de la física clàssica.

En realitat no és estrany que un concepte abstracte com la força sigui força complicat.