Interactions fondamentales et notion de champ

Frotter une règle en plastique sur un pull arrache des électrons à l'un des matériaux : la règle, chargée, attire alors de petits morceaux de papier électriquement neutres. L'explication tient à l'influence électrostatique : la charge de la règle déplace légèrement les charges du papier (les charges de signe opposé se rapprochent, celles de même signe s'éloignent) ; la face proche du papier étant de signe contraire, l'attraction l'emporte.

Deux charges ponctuelles $q_A$ et $q_B$, séparées d'une distance $r$, exercent l'une sur l'autre des forces opposées, portées par la droite qui les joint, de valeur

$$F=k\frac{|q_A||q_B|}{r^2},k=9,0\times 10^9\mathrm{N}{\mathrm{m}}^2/{\mathrm{C}}^2.$$

Vectoriellement, la force exercée par $A$ sur $B$ s'écrit

$${\overrightarrow{F}}_{A/B}=k\frac{q_A{q}_B}{r^2}{\overrightarrow{u}}_{AB},$$

où ${\overrightarrow{u}}_{AB}$ est le vecteur unitaire dirigé de $A$ vers $B$ : la force est répulsive si les charges sont de même signe ($q_A{q}_B>0$), attractive sinon.

Deux charges $q_A=q_B=1,0\times 10^{-7}$ $\mathrm{C}$ distantes de $10$ cm :

$$F=9,0\times 10^9\times \frac{(10^{-7}{)}^2}{(0,10{)}^2}=9,0\times 10^{-3}\mathrm{N}=9,0\text{mN}:$$

faible, mais très supérieure au poids d'un morceau de papier ($\sim 10^{-5}$ $\mathrm{N}$) — d'où l'efficacité de l'électrisation.