Spróbuj potrzeć balonik różnymi zwierzęcymi futrami, takimi jak wełniany sweter lub nawet własną skórą. Prawdopodobnie zauważysz, że balon zacznie inaczej reagować na otaczające go przedmioty. Jeśli na stole położymy kilka małych kawałków papieru, a balonik zbliżymy i przytrzymamy nad kawałkami papieru, to obecność naładowanego balonika może spowodować przyciąganie wystarczające do tego, aby kawałki papieru podniosły się ze stołu. The influence being observed in such an instance is electric force.

The Electric Force and Newton’s Third Law

(Image Credit: Flickr)

These electric forces exerted between two oppositely charged particles or similarly charged particles is a force in the same way that gravity, friction, tension and air resistance are forces. Ponieważ jest to siła, musi ona przestrzegać pewnych zasad i praw. Jednym z praw, którym podlega siła elektryczna, jest newtonowskie prawo akcji i reakcji. Zgodnie z trzecim prawem Newtona, siła jest po prostu wzajemnym oddziaływaniem pomiędzy dwoma obiektami, które powoduje równe i przeciwne pchanie lub ciągnięcie na odpowiednich obiektach.

Teraz, używając trzeciego prawa ruchu Newtona, możemy opisać ruch obu obiektów. Obiekt A wywiera pchnięcie w prawo na obiekt B. Obiekt B wywiera pchnięcie w lewo na obiekt A. Te dwie siły pchające mają równe wielkości i są wywierane w przeciwnych kierunkach od siebie. Każdy obiekt wykonuje swoje pchanie na drugi. Pchnięcie na obiekt B (przez obiekt A) jest skierowane z dala od obiektu A, a pchnięcie na obiekt A (przez obiekt B) jest skierowane z dala od obiektu B. Ze względu na charakter wzajemnego oddziaływania, mówi się, że siła jest odpychająca.

Następnie zastosujmy tę samą zasadę akcja-reakcja do dwóch przeciwnie naładowanych obiektów-Obiekt C (dodatni) i Obiekt D (ujemny). Obiekt C wywiera lewą stronę na obiekt D, a obiekt D wywiera prawą stronę na obiekt C. Ponownie, każdy obiekt wykonuje swoje przyciąganie drugiego. Tak jak poprzednio, te dwie siły mają równe wielkości i są wywierane w przeciwnych kierunkach od siebie. Jednak w tym przypadku, kierunek siły na obiekcie D jest w kierunku obiektu C, a kierunek siły na obiekcie C jest w kierunku obiektu D. Ponieważ oba obiekty poruszają się w kierunku siebie, wzajemne oddziaływanie jest jasne, a siła jest opisana jako przyciągająca.

Oddziaływanie między naładowanymi cząstkami i neutralnymi obiektami

(Photo Credit : Adrignola/Wikimedia Commons)

Oddziaływanie między dwoma podobnie naładowanymi obiektami jest odpychające. Oddziaływanie pomiędzy dwoma przeciwnie naładowanymi obiektami jest przyciągające. Jednak jaki rodzaj interakcji obserwuje się pomiędzy naładowanym obiektem a obiektem neutralnym? Odpowiedź może być dość zaskakująca. Każdy naładowany obiekt, który jest albo naładowany dodatnio, albo ujemnie, będzie oddziaływał przyciągająco z obiektem neutralnym. Obiekty naładowane dodatnio i obiekty neutralne przyciągają się wzajemnie, a obiekty naładowane ujemnie i obiekty neutralne przyciągają się wzajemnie.

Ten trzeci przykład interakcji pomiędzy obiektami naładowanymi i neutralnymi jest często demonstrowany w prosty sposób. Na przykład, jeśli naładowany balon jest trzymany nad neutralnymi kawałkami papieru, siła przyciągania kawałków papieru będzie wystarczająco silna, aby pokonać siłę grawitacji i podnieść kawałki papieru ze stołu. Jeśli naładowana plastikowa rurka jest trzymana nad kawałkami papieru, będzie ona wywierać przyciągający wpływ na papier, aby podnieść go ze stołu. Ku zdumieniu wielu osób, naładowany gumowy balon może być przyciągnięty do drewnianej szafki z taką siłą, że faktycznie przyklei się do szafki! Każdy naładowany obiekt – plastik, guma czy aluminium – będzie wywierał siłę przyciągającą na obiekt neutralny. Ponadto, zgodnie z prawem Newtona dotyczącym akcji-reakcji, obiekt neutralny będzie również przyciągał obiekt naładowany.