Dva vodivé předměty se stejným
nábojem se na malou
vzdálenost nemusí odpuzovat.
Mohou se naopak i přitahovat
a dokonce nekonečnou silou.
Tvrzení se zdá v přímém protikladu
k základním fyzikálním zákonům, ale
jenom na první pohled.
Ve skutečnosti jde o jev pozorovaný
už dávno v minulosti, který nyní matematicky
přesně objasnil Novozélanďan
John Lekner. Podle něj se dvě
vodivé koule se stejnou převládající
hodnotou náboje budou na malou
vzdálenost přitahovat, pokud
mají různou velikost náboje.
Na pohled překvapivý výsledek
je pouze aplikací známých fyzikálních
faktů. „K odvození výsledku
se použil Coulombův zákon,“
říká Karel Netočný z Fyzikálního
ústavu Akademie věd ČR. Jen aplikace
jednoduchých fyzikálních zákonů může
být v praxi komplikovanější, než by
se mohlo zdát.
Pokud bychom uvažovali jen o dvou
bodových nábojích, ty se budou odpuzovat
vždy. Ovšem Lekner uvažoval
o dvou koulích, ne ideálních pomyslných
bodech. U nich bude celý proces
složitější.
Pokud je totiž vzdálenost obou koulí
mnohem vyšší než jejich rozměr, obě
nabité koule se chovají téměř jako
bodové náboje. Když je k sobě silou
přiblížíte na dostatečně malou vzdálenost,
náboje na obou předmětech
budou na sebe 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
„znaménkem“. 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.
Efekt není neznámý. Lekner cituje
Williama Snow Harrise, který ho
změřil v roce 1836. To ale neznamená,
že bychom mohli pozorovat
vždy a snadno. 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).
Také obvykle rychle 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 pokud k sobě začnete přibližovat dvě
nabité vodivé koule, dříve nebo později
bude vzdálenost mezi nimi tak malá, že
dojde k přeskočení nábojů mezi nimi
a potenciály se vyrovnají. ??????????/jj/
