Возьмите маленький кусочек ваты. Хорошо наэлектризуйте пластмассовую палочку и опустите на кусочек ваты. Он притянется и наэлектризуется. Затем рывком стряхните кусочек с палочки и быстро поднесите снова палочку к кусочку ваты. Почему он будет парить в воздухе (рис. 121)?

рис. 121

Для объяснения явления, описанного в задаче, необходимо обратиться к основным принципам электростатики — раздела физики, изучающего взаимодействие электрически заряженных тел. Рассмотрим процесс подробно:

1. Электризация тел
   Электризация — это процесс приобретения телом электрического заряда. Она может происходить различными способами, например, при трении. Когда пластмассовая палочка трется о другой материал (например, ткань), часть электронов переходит с одного тела на другое. В результате палочка приобретает электрический заряд (чаще всего отрицательный, так как она захватывает электроны), а другой объект — положительный.

2. Притяжение заряженных тел к нейтральным
   Когда наэлектризованная палочка приближается к кусочку ваты, который первоначально нейтрален, заряд палочки вызывает перераспределение зарядов внутри кусочка ваты. Вата состоит из множества атомов, в которых электрический заряд равномерно распределён. Под воздействием электрического поля палочки положительные заряды перемещаются ближе к палочке, а отрицательные — отдаляются. Этот процесс называется электрической индукцией.

Поскольку противоположные заряды притягиваются, кусочек ваты притягивается к палочке, несмотря на то, что сам кусочек остаётся электрически нейтральным.

1. Передача заряда кусочку ваты
   При контакте с наэлектризованной палочкой часть заряда палочки переходит на кусочек ваты. Теперь вата становится заряженной, приобретая заряд того же знака, что и палочка — отрицательный.

2. Взаимодействие двух одинаково заряженных тел
   После стряхивания кусочка ваты с палочки оба объекта (палочка и кусочек) обладают одинаковым зарядом — отрицательным. Согласно закону электростатики, тела с одинаковыми зарядами отталкиваются друг от друга. Поэтому, когда палочку снова приближают к кусочку ваты, кусочек начинает "парить" в воздухе, удерживаясь на некотором расстоянии от палочки.

3. Баланс сил
   Движение кусочка ваты в воздухе обусловлено действием нескольких сил:

   • Сила тяжести, которая притягивает кусочек вниз.
   • Электростатическая сила отталкивания между палочкой и кусочком, которая направлена вверх. Если силы становятся примерно равными, кусочек ваты может удерживаться в воздухе, "паря" на некотором расстоянии от палочки.

Таким образом, парение кусочка ваты в воздухе — это результат взаимодействия одинаковых зарядов на палочке и вате, а также баланса между электростатической силой отталкивания и силой тяжести.