Tente esfregar um balão com uma variedade de peles de animais, como um suéter de lã ou até mesmo sua própria pele. Você provavelmente notará que o balão começará a reagir de maneira diferente com os objetos que o cercam. Se alguns pequenos pedaços de papel fossem colocados em uma mesa e o balão fosse trazido para mais perto e mantido acima dos pedaços de papel, então a presença do balão carregado poderia criar atração suficiente para os pedaços de papel se levantarem da mesa. A influência sendo observada em tal instância é a força elétrica.
A força elétrica e a terceira lei de Newton
(Crédito da Imagem: Flickr)
Estas forças elétricas exercidas entre duas partículas de carga oposta ou partículas de carga similar são uma força do mesmo modo que a gravidade, a fricção, a tensão e a resistência do ar são forças. Como é uma força, deve seguir certos princípios e leis. Uma das leis que a força elétrica segue é a Lei Newtoniana de Ação e Reação . De acordo com a terceira lei de Newton, uma força é simplesmente uma interação mútua entre dois objetos que resulta em um empurrão ou empuxo igual e oposto sobre os respectivos objetos.
Agora, usando a Terceira Lei do Movimento de Newton, podemos descrever o movimento de ambos os objetos. O objeto A exerce um empurrão para a direita no Objeto B. O Objeto B exerce um empurrão para a esquerda no Objeto A. Essas duas forças de empuxo possuem igual magnitude e são exercidas em direções opostas uma da outra. Cada objeto faz o seu empurrando o outro. A pressão no Objeto B (pelo Objeto A) é direcionada para longe do Objeto A, e o push no Objeto A (pelo Objeto B) é direcionado para longe do Objeto B. Devido à natureza da interação mútua, a força é dita como sendo repulsivo .
Agora, vamos aplicar o mesmo princípio de ação e reação a dois objetos de carga oposta – Objeto C (positivo) e Objeto D (negativo). O objeto C exerce um puxão para a esquerda no Objeto D, e o Objeto D exerce um puxão para a direita no Objeto C. Novamente, cada objeto faz o seu puxar do outro. Assim como antes, essas duas forças têm igual magnitude e são exercidas em direções opostas uma da outra. No entanto, neste caso, a direção da força no Objeto D é em direção ao Objeto C, e a direção da força no Objeto C é em direção ao Objeto D. Como ambos os objetos se movem um em direção ao outro, uma interação mútua é clara e a força é descrito como sendo atraente .
A interação entre partículas carregadas e objetos neutros
(Crédito da foto: Adrignola / Wikimedia Commons)
A interação entre dois objetos carregados de maneira similar é repulsiva. A interação entre dois objetos de carga oposta é atraente. No entanto, que tipo de interação é observada entre um objeto carregado e um objeto neutro? A resposta pode ser realmente surpreendente. Qualquer objeto carregado que seja carregado positivamente ou carregado negativamente terá uma interação atraente com um objeto neutro. Objetos carregados positivamente e objetos neutros se atraem, e objetos carregados negativamente e objetos neutros se atraem.
Este terceiro exemplo de interação entre objetos carregados e neutros é freqüentemente demonstrado de uma maneira simples. Por exemplo, se um balão carregado é mantido acima de pedaços de papel neutros, a força de atração para os pedaços de papel será forte o suficiente para sobrecarregar a força descendente da gravidade e levantar os pedaços de papel da mesa. Se um tubo de plástico carregado for colocado acima de alguns pedaços de papel, o tubo exercerá uma influência atrativa no papel para retirá-lo da mesa. Para o espanto de muitos, um balão de borracha carregado pode ser atraído para um armário de madeira com força suficiente para que ele realmente fique no gabinete! Qualquer objeto carregado – plástico, borracha ou alumínio – exercerá uma força atrativa em um objeto neutro. Além disso, como resultado da lei de ação-reação de Newton, um objeto neutro também atrairá um objeto carregado.