Les différentes interactions
Observons un ballon en mouvement : on constate une déviation de sa trajectoire lorsqu’il rencontre un obstacle et il est naturel de dire que cette déviation est due à l’action de l’obstacle sur le ballon. Cette action exercée par un corps sur un autre est encore appelée « force » ou « interaction » et on la modélise par un vecteur c’est-à-dire par une grandeur possédant une direction, un sens et une valeur (ou norme du vecteur). Il existe plusieurs types d’interactions possibles entre deux corps. Certaines sont appelées interactions fondamentales car elles s’exercent même entre des corps extrêmement petits tels que des particules élémentaires (protons, neutrons ou électrons par exemple). Comme interaction fondamentale, nous étudierons l’interaction gravitationnelle, l’interaction électrostatique et l’interaction forte. Nous étudierons également des forces macroscopiques s’exerçant sur un solide. Le terme « macroscopique » qualifie des forces s’exerçant sur des objets à notre échelle (qu’on peut voir à l’œil nu) et qui contiennent donc un nombre extrêmement grand de particules. C’est ainsi par exemple que lorsqu’un ballon en mouvement rencontre un poteau, la force exercée par le poteau sur le ballon est une force macroscopique s’exerçant sur le ballon. Même si l’on est convaincu que cette force résulte d’un très grand nombre d’interactions entre les atomes du ballon et ceux du poteau, on sait bien qu’il serait impossible de détailler chacune de ces interactions et l’on parle globalement de la force exercée par le poteau sur le ballon. De même, lorsqu’on parle de l’action gravitationnelle exercée par le Soleil sur la Terre, on ne cherche pas à détailler chaque interaction entre une particule du Soleil et une particule de la Terre ! L’interaction gravitationnelle est ainsi une interaction fondamentale puisqu’elle peut s’exercer entre deux particules élémentaires, mais elle doit être considérée comme une force « macroscopique » lorsqu’on