Pondělí 8. března 2021, svátek má Gabriela
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pondělí 8. března 2021 Gabriela

Přepište učebnice: předměty se stejným nábojem se někdy přitahují

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 snímek

Ilustrační snímek | 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

MiG-29 byl nejvýkonnější stíhačkou čs. letectva, Češi ho ale brzy zavrhli

Služba letounů MiG-29 u letectva československé armády byla krátká, a to z důvodu rozdělení republiky na dva samostatné...

Z boeingu v jedenácti kilometrech nic nevyhodíte, směje se pilot konspiraci

Pravda bývá nudnější než konspirační teorie, zejména proto, že v ní platí fyzikální zákony. Jak moc je děravé tvrzení o...

První výlet Perseverance po Marsu. Šest a půl metru urazil za 33 minut

Robotický průzkumník Perseverance se dal poprvé od svého únorového přistání na Marsu do pohybu, oznámil americký...

Prototyp velké lodi SpaceX konečně úspěšně přistál, pak však vybuchl

Společnost SpaceX provedla další test prototypu, z nějž vznikne budoucí velkokapacitní loď Starship. Ten současný měl...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Nejzajímavější československý letoun k obraně vlasti vznikal v Pragovce

Výzbroj letectva ČSR byla před druhou světovou válkou tristní. Moderně řešené letouny domácí konstrukce vznikly příliš...

Exploze viru: v domově důchodců ve Vrchlabí zabil polovinu seniorů

Premium Tragédie v domově seniorů varuje, jak rychle se šíří nákaza koronavirem a jak smrtelná může být. Celorepublikově pak...

Randění pod rouškou. Reportérka absolvovala sedm pokusů o seznámení

Premium „Jestli si někoho nenajdeš, než ti bude třicet, nainstaluju ti seznamku,“ oznámila mi moje nejlepší kamarádka. Patřím...

Zavřené nezavřené restaurace. Jak vypadá zapovězený společenský život?

Premium Zaplněné stoly, skupinky lidí se sklenicemi vína a smích nesoucí se až na ulici. Nejde o výjev starý víc než rok, ale o...

  • Další z rubriky

Medicína s ručením omezeným. Které léky během klinických zkoušek zabíjely

Pomáhat a léčit? Jistě. Ale než se toho lidskému zdraví oddaní lékaři doberou, musí získat ten správný lék. A takový je...

STO OBJEVŮ: Utržené sluchátko navždy změnilo lidskou komunikaci

Seriál Činí nás šťastnými i nešťastnými, jsme na něm závislí. Mobilní telefon použijeme v průměru stopadesátkrát denně. Vůbec...

Britská varianta koronaviru v únoru v ČR převládla, naznačuje analýza

Stalo se přesně to, co epidemiologové odhadovali. V Česku během minulých dvou měsíců převládla linie nového koronaviru...

Sahá se do rezerv. Kolik volných lůžek zbývá na českých JIPkách?

Údaje z českých nemocnic ukazují, že problém s nedostatkem lůžek intenzivní péče je nejhorší za celou dobu pandemie....

Nepravda a účelovka, říká Koukal o tvrzení exmanželky Soukalové

Po obviněních bývalé biatlonistky Gabriely Soukalové (31), že ji exmanžel Petr Koukal (35) podváděl a utrácel její...

Zemřel rockový bubeník kapely Citron a podnikatel Radim Pařízek

Zemřel rockový bubeník spjatý zejména s heavymetalovou kapelou Citron Radim Pařízek. Hudebníkovi, který se uplatnil i v...

Jeden partner byl sadista, druhý asexuál, říká autorka erotické trilogie

Blanka Lipinska (35) se proslavila svou erotickou trilogií s názvem 365 dní. Polská spisovatelka si momentálně užívá na...

České lvy vyhrál Šarlatán, z herců Trojan, Borová, Mádl a Špalková

Filmové ceny Český lev za rok 2020 vyhrál životopis léčitele Šarlatán, vyslaný rovněž za Oscary. Cenu pro herce v...

Těžká z dokumentu V síti má kromě manžela a přítelkyně i další milostné vztahy

Tereza Těžká (25) je divákům známá jako jedna z představitelek náctiletých dívek v dokumentu o sexuálních predátorech V...