Trying a balloon with a variety of animal futs, such as a woolen sweater or even your own skin. Pravděpodobně si všimnete, že balónek začne s okolními předměty reagovat jinak. Pokud by se na stůl položily nějaké malé kousky papíru a balónek by se přiblížil a držel nad kousky papíru, pak by přítomnost nabitého balónku mohla vytvořit dostatečnou přitažlivost, aby se kousky papíru zvedly ze stolu. Vliv, který je v takovém případě pozorován, je elektrická síla.

Elektrická síla a třetí Newtonův zákon

(Obrázek: Flickr)

Tyto elektrické síly působící mezi dvěma opačně nabitými částicemi nebo podobně nabitými částicemi jsou silou stejně jako gravitace, tření, napětí a odpor vzduchu. Protože se jedná o sílu, musí se řídit určitými principy a zákony. Jedním ze zákonů, kterými se elektrická síla řídí, je Newtonův zákon akce a reakce. Podle třetího Newtonova zákona je síla jednoduše vzájemné působení mezi dvěma objekty, které má za následek stejný a opačný tlak nebo tah na příslušné objekty.

Nyní můžeme pomocí třetího Newtonova pohybového zákona popsat pohyb obou objektů. Objekt A působí tlakem doprava na objekt B. Objekt B působí tlakem doleva na objekt A. Tyto dvě tlačné síly mají stejnou velikost a působí ve vzájemně opačných směrech. Každý objekt působí na druhý tlakem. Tlačení na objekt B (objektem A) směřuje od objektu A a tlačení na objekt A (objektem B) směřuje od objektu B. Vzhledem k povaze vzájemného působení se říká, že síla je odpudivá.

Nyní aplikujme stejný princip akce a reakce na dva opačně nabité objekty – objekt C (kladný) a objekt D (záporný). Objekt C působí tahem doleva na objekt D a objekt D působí tahem doprava na objekt C. Opět platí, že každý objekt působí tahem na ten druhý. Stejně jako předtím mají tyto dvě síly stejnou velikost a působí ve vzájemně opačných směrech. V tomto případě je však směr síly působící na objekt D směrem k objektu C a směr síly působící na objekt C směrem k objektu D. Protože se oba objekty pohybují směrem k sobě, je zřejmé vzájemné působení a síla je popsána jako přitažlivá.

Interakce mezi nabitými částicemi a neutrálními předměty

(Foto : Adrignola/Wikimedia Commons)

Interakce mezi dvěma podobně nabitými objekty je odpudivá. Interakce mezi dvěma opačně nabitými objekty je přitažlivá. Jaký typ interakce však pozorujeme mezi nabitým objektem a neutrálním objektem? Odpověď může být ve skutečnosti docela překvapivá. Každý nabitý objekt, který je buď kladně, nebo záporně nabitý, bude mít přitažlivou interakci s neutrálním objektem. Kladně nabité objekty a neutrální objekty se vzájemně přitahují a záporně nabité objekty a neutrální objekty se vzájemně přitahují.

Tento třetí příklad interakce mezi nabitými a neutrálními objekty se často demonstruje jednoduchým způsobem. Pokud například držíme nabitý balónek nad neutrálními kousky papíru, bude přitažlivá síla pro kousky papíru dostatečně silná na to, aby převážila gravitační sílu směrem dolů a zvedla kousky papíru ze stolu. Pokud nad některými kousky papíru držíme nabitou plastovou trubičku, bude trubička působit na papír přitažlivou silou a zvedne ho ze stolu. K údivu mnohých může být nabitý gumový balónek přitahován k dřevěné skříňce takovou silou, že se ke skříňce skutečně přilepí! Jakýkoli nabitý předmět – plast, guma nebo hliník – bude působit přitažlivou silou na neutrální předmět. V důsledku Newtonova zákona akce-reakce bude také neutrální předmět přitahovat nabitý předmět.