Se você tomou física introdutória, aprendeu sobre as “forças fundamentais”. É algo assim: todas as interações são o resultado de uma ou mais de cinco forças básicas: forte nuclear, fraca nuclear, gravidade, elétrica e magnética. “Fazer física”, então, significa identificar as forças em jogo.
Porém, há um problema que pode não ter sido mencionado: as forças que você observa dependem do seu ponto de vista – seu “quadro de referência”. Olhe pela janela. Árvores, casas, gramados – eles estão todos estacionários, certo? Mas olhe para o mesmo native do espaço e está movendo mil milhas por hora. Parecia parado antes porque você estava se movendo com isso.
Temos o mesmo problema com campos elétricos e magnéticos. Dependendo do seu quadro de referência, o que parece ser uma força magnética de um ponto parece ser uma força elétrica de outra.
Seu cérebro já está derretendo? Apenas espere – fica ainda mais estranho. Para entender o que está acontecendo aqui, vamos primeiro olhar para as forças elétricas e magnéticas isoladamente.
A força elétrica
Veja todas essas coisas ao seu redor? Tudo. Tudo é feito de apenas três coisas: prótons, elétrons e nêutrons. Isso é meio selvagem quando você pensa sobre isso. Duas dessas partículas fundamentais têm uma carga elétrica: o elétron carregado negativamente e o próton positivo.
Se um objeto tiver mais elétrons que prótons, ele terá uma carga negativa líquida. Então, aquela meia no secador que se apega a tudo? Ele pegou elétrons extras esfregando contra outras roupas. Se um objeto perde elétrons, ele tem uma carga positiva.
Podemos calcular a força eletrostática entre dois objetos carregados com a lei de Coulomb. Isso diz que a força entre eles depende do produto de suas acusações e de quão distantes elas estão. Para ilustrar, construí essa engenhoca de alta tecnologia abaixo, que possui dois pequenos blocos de espuma pendurados nas cordas. Eu dei a ambos uma carga negativa, o que significa que eles se repelirão. Confira:
