Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Přepište učebnice: předměty se stejným nábojem se někdy přitahují

aktualizováno 
Jak se dva vodivé předměty se stejným nábojem mohou na malou vzdálenost přitahovat, ukázal novozélandský matematik. Na pohled podivný výsledek odpovídá uznávaným teoriím a už byl zřejmě potvrzen i při měřeních.
Ilustrační fotografie

Ilustrační fotografie | foto: Profimedia.cz

Středoškolská fyzika ve většině z nás bohužel nezanechala trvalejší stopy. Přesto bychom patrně nezaváhali, kdyby nám někdo položil otázku: Budou se dvě stejně nabité kovové koule přitahovat, nebo odpuzovat?

Vždy samozřejmě odpuzovat, řekneme asi všichni. Někteří by si patrně vzpomněli i na to, že souvislost mezi nábojem a silou působící mezi dvěma objekty s elektrickým nábojem popisuje takzvaný Coulombův zákon.

Což je správně. Ale rozhodné "odpuzovat" je špatná odpověď. Nebo spíše nepřesná. Když k sobě přiblížíte dvě koule se stejným nábojem, mohou se i přitahovat. Jak je to možné, přesně spočítal ve svém článku (dostupném zde) novozélandský matematik John Lekner. Podle něj se dvě koule se stejnou převládající hodnotou náboje budou na malou vzdálenost přitahovat, pokud mají různou velikost náboje.

Vezmi dvě nabité vodivé koule...

Na pohled překvapivý výsledek je pouze aplikací známých fyzikálních faktů. "K odvození výsledku byl použit Coulombův zákon," říká Karel Netočný z Fyzikálního ústavu Akademie věd. Jen aplikace jednoduchých fyzikálních zákonů může být v praxi komplikovanější, než by se mohlo zdát.

Dva body se stejnými náboji se budou vždy odpuzovat. Ovšem Lekner a potažmo i my jsme se ptali po dvou koulích, tedy předmětech větších než bod. U nich bude celý proces složitější. "Na větších vzdálenostech se vzájemně odpuzují, zcela podle běžné intuice," říká Karel Netočný. Pokud je totiž vzdálenost obou koulí mnohem vyšší než jejich rozměr, obě nabité koule se chovají téměř jako bodové náboje.

Když je k sobě (samozřejmě násilím) přiblížíte na dostatečně malou vzdálenost, náboje na obou předmětech na sebe budou vzájemně reagovat. Na povrchu se vytvoří oblasti s převládajícím jedním nábojem. Opačný náboj se vytratí na vzdálenější místa povrchu, protože ho odpuzuje převládající náboj druhého předmětu.

Popsat, jak to bude probíhat přesně, vyžaduje komplikovanou matematiku. Jak se ale dopočítal Lekner, výsledek bude vždy podobný. Náboje se přesunou tak, že na přivrácených stranách koulí vzniknou oblasti s opačným nábojem. A ty se samozřejmě začnou přitahovat. Protože jsou velmi blízko (jde o nejbližší body obou koulí), vzájemná přitažlivá síla těchto oblastí bude na malých vzdálenostech větší, než odpudivá síla oblastí se stejnými náboji. Ty jsou totiž od sebe dále a síla působící mezi dvěma náboji roste se zmenšující se vzdáleností. Přitažlivé síly tak převládnou nad odpudivými. A překvapivá fyzikální hříčka je na světě.

... a nepřibližuj je příliš!

Efekt se už v minulosti podařilo pozorovat. Lekner ve své práci cituje zápisky britského fyzika Williama Snow Harrise. Ten si v roce 1836 poznamenal, že při přibližování dvou nabitých disků odpudivá síla mezi nimi v jednom okamžiků zmizí a místo ní se objeví síla přitažlivá. Mimochodem, to je důkaz, že předpoklad platí i pro jiné vodivé předměty než jen koule. Lekner si je vybral, protože se matematicky snadno popisují.

Tento jev by opravdu mělo jít ověřit pokusem, myslí si fyzik Karel Netočný. Není to ovšem zcela jednoduché. "Hlavní potíž je v tom, že jak k sobě koule přibližujete, vzájemná přitažlivá síla narůstá velmi pomalu, takže efekt je stále slabý." Jinými slovy, předměty se k sobě musí dostat na opravdu malé vzdálenosti, a i tak nebude přitažlivá síla nijak velká (i když teoreticky na opravdu malé vzdálenosti bude velmi silná a teoreticky roste nad všechny meze).

Ale stačí málo a efekt zcela zmizí. Jak vyplývá i z Leknerových počtů, vzájemně se přitahují jenom předměty, které mají různě velký náboj. Jen na těch může dojít k nepravidelnému rozdělení náboje a vzniku přitažlivé síly. Pokud mají oba předměty náboj zcela shodný, tak se budou od začátku do konce odpuzovat. A právě shodou nábojů to nakonec dopadne (platí pro předměty identické velikosti).

Pokud totiž k sobě začnete přibližovat dvě nabité vodivé koule, dříve nebo později bude vzdálenost mezi nimi tak malá, že dojde k přeskočení nábojů mezi koulemi a potenciály se vyrovnají, říká Karel Netočný. A všechno bude, jak má být.




Nejčtenější

„Neříkej, že už to děláme!“ Tahák šéfa Facebooku ukazuje, čeho se bál

Mark Zuckerberg vypovídá před americkým Kongresem. Jeho poznámky unikly na...

Mark Zuckerberg, zakladatel a šéf sociální sítě Facebook, vypovídal dlouhé hodiny před americkými kongresmany v...

Pilotovi se nechtělo střílet, ale musel. Sestřelení letu KAL 902

Letoun Korejských aerolinií po nouzovém přistání na zamrzlém jezeře.

Před 40 lety sovětská protivzdušná obrana sestřelila dopravní letadlo korejských aerolinek, které se dostalo na území...



Ruská armáda zavedla do výzbroje „smrtící kombajny“. Byly i v Sýrii

BMPT Terminátor

Ruská armáda dala do zkušebního provozu deset vozidel Terminátor určených pro palebnou podporu tanků. Některá z těchto...

Voda na Marsu je. Chová se však zvláštně a může i levitovat

Na povrchu Marsu můžeme spatřit nejenom doklady o proudění kapalné vody v...

Dva experimenty ukázaly, že na povrchu Marsu se voda chová výrazně jinak, než jsme zvyklí. Například místní „bahno“...

Youtuber zaplakal. V přímém přenosu mu hackeři ukradli 40 milionů

Ian Balina zřejmě během hacku přišel o více než dva miliony dolarů v...

Přijít o miliony dolarů je ve světě kryptoměn až neuvěřitelně snadné. Přesvědčil se o tom i Ian Balina, americký...

Další z rubriky

Velký bratr vidí, když jdete na červenou. Sledování v Číně neuniknete

Ilustrační snímek

V Číně postupně vyrůstá největší a nejpropracovanější systém pro kontrolu lidí na světě. Jeho páteří je všudypřítomná...

Čeští vědci po 60 letech přetvořili jed na možný lék proti rakovině

Nová chemická laboratoř profesora Holého je plná moderních přístrojů. Vypadá...

Tým vědců z pražského Ústavu organické chemie a biochemie dokázal prodat americké společnosti licenci na vývoj slibné...

Nad Zemí není jen jedno magnetické pole, vědcům se podařilo změřit druhé

Měření intenzity nově objeveného pole.

Na konferenci o geovědě představili vědci důkaz existence druhého magnetického pole. To je svým působením zcela...

recepty-emimino-krupave-bramboraky
recepty-emimino-krupave-bramboraky

Víte, v čem je kouzlo křupavých bramboráčků? My ano!

Najdete na iDNES.cz