Încercați să frecați un balon cu o varietate de blănuri de animale, cum ar fi un pulover de lână sau chiar propria piele. Veți observa probabil că balonul va începe să reacționeze diferit cu obiectele care îl înconjoară. Dacă niște bucățele mici de hârtie au fost așezate pe o masă, iar balonul a fost adus mai aproape și ținut deasupra bucățelelor de hârtie, atunci prezența balonului încărcat ar putea crea o atracție suficientă pentru ca bucățelele de hârtie să se ridice de pe masă. Influența care se observă într-un astfel de caz este forța electrică.

Forța electrică și a treia lege a lui Newton

(Image Credit: Flickr)

Aceste forțe electrice exercitate între două particule încărcate opus sau particule încărcate în mod similar este o forță în același mod în care gravitația, frecarea, tensiunea și rezistența aerului sunt forțe. Deoarece este o forță, ea trebuie să respecte anumite principii și legi. Una dintre legile pe care le respectă forța electrică este legea newtoniană a acțiunii și reacțiunii. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, o forță este pur și simplu o interacțiune reciprocă între două obiecte care are ca rezultat o împingere sau o tracțiune egală și opusă asupra obiectelor respective.

Acum, folosind cea de-a treia lege a mișcării a lui Newton, putem descrie mișcarea ambelor obiecte. Obiectul A exercită o împingere spre dreapta asupra obiectului B. Obiectul B exercită o împingere spre stânga asupra obiectului A. Aceste două forțe de împingere au mărimi egale și sunt exercitate în direcții opuse una față de cealaltă. Fiecare obiect îl împinge pe celălalt. Împingerea asupra obiectului B (de către obiectul A) este îndreptată în sens opus față de obiectul A, iar împingerea asupra obiectului A (de către obiectul B) este îndreptată în sens opus față de obiectul B. Datorită naturii interacțiunii reciproce, se spune că forța este repulsivă.

Acum, să aplicăm același principiu de acțiune-reacțiune la două obiecte cu sarcini opuse – obiectul C (pozitiv) și obiectul D (negativ). Obiectul C exercită o atracție spre stânga asupra obiectului D, iar obiectul D exercită o atracție spre dreapta asupra obiectului C. Din nou, fiecare obiect exercită atracția sa asupra celuilalt. La fel ca înainte, aceste două forțe au mărimi egale și sunt exercitate în direcții opuse una față de cealaltă. Cu toate acestea, în acest caz, direcția forței asupra obiectului D este spre obiectul C, iar direcția forței asupra obiectului C este spre obiectul D. Deoarece ambele obiecte se deplasează unul spre celălalt, este evidentă o interacțiune reciprocă, iar forța este descrisă ca fiind atractivă.

Interacțiunea dintre particulele încărcate și obiectele neutre

(Credit foto : Adrignola/Wikimedia Commons)

Interacțiunea dintre două obiecte încărcate în mod similar este repulsivă. Interacțiunea dintre două obiecte cu sarcini opuse este atractivă. Cu toate acestea, ce tip de interacțiune se observă între un obiect încărcat și un obiect neutru? Răspunsul poate fi, de fapt, destul de surprinzător. Orice obiect încărcat pozitiv sau negativ va avea o interacțiune atractivă cu un obiect neutru. Obiectele încărcate pozitiv și obiectele neutre se atrag reciproc, iar obiectele încărcate negativ și obiectele neutre se atrag reciproc.

Acest al treilea exemplu de interacțiune între obiectele încărcate și neutre este adesea demonstrat într-un mod simplu. De exemplu, dacă un balon încărcat este ținut deasupra unor bucățele de hârtie neutre, forța de atracție pentru bucățelele de hârtie va fi suficient de puternică pentru a copleși forța descendentă a gravitației și pentru a ridica bucățelele de hârtie de pe masă. Dacă un tub de plastic încărcat este ținut deasupra unor bucăți de hârtie, tubul va exercita o influență de atracție asupra hârtiei pentru a o ridica de pe masă. Spre uimirea multora, un balon de cauciuc încărcat poate fi atras de un dulap de lemn cu o forță suficientă pentru ca acesta să se lipească de dulap! Orice obiect încărcat – plastic, cauciuc sau aluminiu – va exercita o forță de atracție asupra unui obiect neutru. De asemenea, ca urmare a legii acțiunii-reacțiunii a lui Newton, un obiect neutru va atrage și un obiect încărcat.

.