Kipróbáljuk, hogy egy lufit különböző állati szőrmékkel, például gyapjúpulóverrel vagy akár a saját bőrünkkel dörzsölünk. Valószínűleg észre fogod venni, hogy a léggömb másképp kezd reagálni az őt körülvevő tárgyakkal. Ha néhány apró papírdarabot helyezünk egy asztalra, és a léggömböt közelebb hozzuk és a papírdarabok fölé tartjuk, akkor a töltött léggömb jelenléte elegendő vonzerőt hozhat létre ahhoz, hogy a papírdarabok felemelkedjenek az asztalról. Az ilyen esetben megfigyelhető hatás az elektromos erő.

Az elektromos erő és Newton harmadik törvénye

(Image Credit: Flickr)

A két ellentétesen vagy hasonlóan töltött részecske között kifejtett elektromos erő ugyanolyan erő, mint a gravitáció, a súrlódás, a feszültség és a légellenállás. Mivel erő, bizonyos elveket és törvényeket kell követnie. Az egyik törvény, amelyet az elektromos erő követ, a newtoni hatás és visszahatás törvénye. Newton harmadik törvénye szerint az erő egyszerűen két tárgy közötti kölcsönös kölcsönhatás, amely egyenlő és ellentétes lökést vagy húzást eredményez az adott tárgyakra.

Most, Newton harmadik mozgástörvényének felhasználásával leírhatjuk mindkét tárgy mozgását. Az A tárgy jobbra irányuló lökést gyakorol a B tárgyra. A B tárgy balra irányuló lökést gyakorol az A tárgyra. Ez a két lökőerő egyenlő nagyságú és egymással ellentétes irányú. Mindkét tárgy nyomást gyakorol a másikra. A B tárgyra (az A tárgy által) gyakorolt lökés az A tárgytól elfelé irányul, és az A tárgyra (a B tárgy által) gyakorolt lökés a B tárgytól elfelé irányul. A kölcsönös kölcsönhatás jellegéből adódóan az erőt taszítónak mondjuk.

Most, alkalmazzuk ugyanezt a hatás-reakció elvet két ellentétesen töltött tárgyra – a C tárgyra (pozitív) és a D tárgyra (negatív). A C objektum balra irányuló húzóerőt gyakorol a D objektumra, a D objektum pedig jobbra irányuló húzóerőt gyakorol a C objektumra. Ismét mindegyik objektum elvégzi a másik húzóerejét. Csakúgy, mint korábban, ez a két erő egyenlő nagyságú, és egymással ellentétes irányban fejtik ki. Ebben az esetben azonban a D tárgyra ható erő iránya a C tárgy felé mutat, a C tárgyra ható erő iránya pedig a D tárgy felé. Mivel mindkét tárgy egymás felé mozog, egyértelmű a kölcsönös kölcsönhatás, és az erőt vonzónak írjuk le.

A töltött részecskék és a semleges tárgyak közötti kölcsönhatás

(Photo Credit : Adrignola/Wikimedia Commons)

A kölcsönhatás két hasonlóan töltött tárgy között taszító. Két ellentétesen töltött tárgy közötti kölcsönhatás vonzó. Milyen kölcsönhatás figyelhető meg azonban egy töltött és egy semleges tárgy között? A válasz tulajdonképpen meglepő lehet. Minden pozitívan vagy negatívan töltött, töltött tárgy vonzó kölcsönhatásba lép egy semleges tárggyal. A pozitív töltésű tárgyak és a semleges tárgyak vonzzák egymást, a negatív töltésű tárgyak és a semleges tárgyak pedig vonzzák egymást.

Ezt a harmadik kölcsönhatási példát a töltött és semleges tárgyak között gyakran egyszerű módon demonstrálják. Ha például egy töltött léggömböt semleges papírdarabok fölé tartunk, a papírdarabok vonzóereje elég erős lesz ahhoz, hogy legyőzze a lefelé ható gravitációs erőt, és leemelje a papírdarabokat az asztalról. Ha egy töltött műanyag csövet tartunk néhány papírdarab fölé, akkor a cső vonzóerőt gyakorol a papírra, és leemeli azt az asztalról. Sokak megdöbbenésére egy töltött gumilufi egy fából készült szekrényhez olyan erővel vonzódhat, hogy az valóban a szekrényhez tapad! Bármilyen töltött tárgy – műanyag, gumi vagy alumínium – vonzóerőt gyakorol egy semleges tárgyra. Továbbá Newton akció-reakció törvényének eredményeként egy semleges tárgy is vonz egy töltött tárgyat.