Versuch einmal, einen Luftballon an verschiedenen Tierfellen zu reiben, z.B. an einem Wollpullover oder sogar an deiner eigenen Haut. Du wirst wahrscheinlich feststellen, dass der Ballon auf die ihn umgebenden Gegenstände unterschiedlich reagiert. Wenn einige kleine Papierschnipsel auf einem Tisch liegen und der Ballon näher herangeführt und über die Papierschnipsel gehalten wird, dann könnte die Anwesenheit des geladenen Ballons genug Anziehungskraft erzeugen, dass sich die Papierschnipsel vom Tisch abheben. Der Einfluss, der in einem solchen Fall beobachtet wird, ist die elektrische Kraft.

Die elektrische Kraft und Newtons drittes Gesetz

(Bildnachweis: Flickr)

Diese elektrische Kraft, die zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Teilchen oder ähnlich geladenen Teilchen ausgeübt wird, ist eine Kraft, genauso wie Schwerkraft, Reibung, Spannung und Luftwiderstand Kräfte sind. Da sie eine Kraft ist, muss sie bestimmten Prinzipien und Gesetzen folgen. Eines der Gesetze, denen die elektrische Kraft folgt, ist das Newtonsche Gesetz von Aktion und Reaktion. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz ist eine Kraft einfach eine gegenseitige Wechselwirkung zwischen zwei Objekten, die zu einem gleichen und entgegengesetzten Schub oder Zug auf die jeweiligen Objekte führt.

Nun können wir mit Hilfe von Newtons drittem Bewegungsgesetz die Bewegung der beiden Objekte beschreiben. Objekt A übt einen Schub nach rechts auf Objekt B aus. Objekt B übt einen Schub nach links auf Objekt A aus. Diese beiden Schubkräfte sind gleich groß und werden in entgegengesetzter Richtung ausgeübt. Jedes Objekt stößt auf das andere. Der Schub auf Objekt B (durch Objekt A) ist von Objekt A weggerichtet, und der Schub auf Objekt A (durch Objekt B) ist von Objekt B weggerichtet. Aufgrund der Art der gegenseitigen Wechselwirkung wird die Kraft als abstoßend bezeichnet.

Wenden wir nun das gleiche Aktions-Reaktions-Prinzip auf zwei entgegengesetzt geladene Objekte an – Objekt C (positiv) und Objekt D (negativ). Objekt C übt eine linke Anziehungskraft auf Objekt D aus und Objekt D eine rechte Anziehungskraft auf Objekt C. Auch hier zieht jedes Objekt das andere an. Wie zuvor sind diese beiden Kräfte gleich groß und wirken in entgegengesetzte Richtungen zueinander. In diesem Fall ist jedoch die Richtung der Kraft auf Objekt D in Richtung von Objekt C und die Richtung der Kraft auf Objekt C in Richtung von Objekt D. Da sich beide Objekte aufeinander zu bewegen, ist eine gegenseitige Wechselwirkung klar, und die Kraft wird als anziehend beschrieben.

Die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und neutralen Objekten

(Photo Credit : Adrignola/Wikimedia Commons)

Die Wechselwirkung zwischen zwei gleichartig geladenen Objekten ist abstoßend. Die Wechselwirkung zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Objekten ist anziehend. Doch welche Art von Wechselwirkung wird zwischen einem geladenen und einem neutralen Objekt beobachtet? Die Antwort ist vielleicht sogar recht überraschend. Jedes geladene Objekt, das entweder positiv oder negativ geladen ist, hat eine anziehende Wechselwirkung mit einem neutralen Objekt. Positiv geladene Objekte und neutrale Objekte ziehen sich gegenseitig an, und negativ geladene Objekte und neutrale Objekte ziehen sich gegenseitig an.

Dieses dritte Beispiel einer Wechselwirkung zwischen geladenen und neutralen Objekten wird oft auf einfache Weise demonstriert. Hält man zum Beispiel einen geladenen Luftballon über neutrale Papierschnipsel, so ist die Anziehungskraft für die Papierschnipsel stark genug, um die nach unten gerichtete Schwerkraft zu überwinden und die Papierschnipsel vom Tisch zu heben. Wird eine geladene Kunststoffröhre über einige Papierstücke gehalten, übt die Röhre eine Anziehungskraft auf das Papier aus und hebt es vom Tisch. Zum Erstaunen vieler kann ein geladener Gummiballon von einem Holzschrank mit so viel Kraft angezogen werden, dass er tatsächlich am Schrank kleben bleibt! Jedes geladene Objekt – Kunststoff, Gummi oder Aluminium – übt eine Anziehungskraft auf ein neutrales Objekt aus. Aufgrund des Newtonschen Gesetzes von Aktion und Reaktion zieht auch ein neutraler Gegenstand einen geladenen Gegenstand an.