Avainero sähköstaattisen voiman ja gravitaatiovoiman välillä on se, että sähköstaattinen voima on kahden sähköisesti varautuneen kohteen välinen houkutteleva tai hylkivä voima, kun taas gravitaatiovoima on kahden kohteen välinen vetovoima, joka syntyy painovoiman vaikutuksesta.
Sähköstaattinen voima voidaan kuvata Coulombin voimaksi tai Coulombin vuorovaikutukseksi, ja se on houkutteleva tai hylkivä voima kahden sähköisesti varautuneen kohteen välillä. Gravitaatiovoimaa voidaan kuvata voimaksi, joka vaikuttaa kohteeseen painovoiman vaikutuksesta.
Mikä on sähköstaattinen voima?
Sähköstaattinen voima on houkutteleva tai hylkivä voima kahden sähköisesti varautuneen kohteen välillä. Sitä voidaan kuvata Coulombin voimaksi tai Coulombin vuorovaikutukseksi. Sähköstatiikka on sähkömagnetismin haara, joka tutkii sähkövarauksia levossa. Klassisen fysiikan mukaan jotkin materiaalit, kuten meripihka, voivat vetää puoleensa kevyitä hiukkasia hieroessaan pintaansa. Meripihkan kreikkalainen nimi "elektroni" on johtanut nimeen "sähkö". Sähköstaattiset ilmiöt syntyvät voimista, joita sähkövaraukset kohdistavat toisiinsa. Näitä voimia voidaan kuvata käyttämällä Coulombin lakia. Yleensä sähköstaattisesti indusoidut voimat ovat heikkoja, mutta jotkin sähköstaattiset voimat, kuten elektronin ja protonin välinen voima, ovat noin 36 suuruusluokkaa voimakkaampia kuin näiden subatomisten hiukkasten välillä vaikuttava gravitaatiovoima.
Kuva 01: Sähköstaattinen voima hiusten ja ilmapallon välillä
Voimme havaita monia esimerkkejä sähköstaattisista ilmiöistä, mukaan lukien yksinkertaiset vetovoimat muovikääreen ja käden tai kopiokoneen ja lasertulostuksen välillä. Termi sähköstaattinen kattaa varausten muodostumisen esineiden pinnalle pintojen välisen kosketuksen seurauksena. Yleensä varauksenvaihto tapahtuu aina, kun kaksi pintaa joutuvat kosketuksiin ja eroavat toisistaan, mutta varauksenvaihdon vaikutukset yleensä havaitaan, kun ainakin toisella pinnalla on korkea sähkövirtausvastus. Tämä johtuu siitä, että pintojen välillä siirtyvät varaukset jäävät sinne pitkäksi aikaa, mikä riittää vaikutuksen havaitsemiseen. Sen jälkeen näillä sähkövarauksilla on taipumus jäädä esineen pinnalle, kunnes varaukset joko vuotavat maahan tai ne neutraloidaan nopeasti purkauksella.
Mikä on gravitaatiovoima?
Painovoimaa voidaan kuvata voimaksi, joka vaikuttaa kohteeseen painovoiman vaikutuksesta. Gravitaatio eli gravitaatio on luonnollinen prosessi, joka havaitaan kaikissa asioissa, joilla on massa tai energia, esimerkiksi planeetat, tähdet, galaksit ja valo. Gravitaatiovoima on heikoin voima neljästä fysiikan perusvuorovaikutuksesta (muut kolme voimaa ovat vahva vuorovaikutus, sähkömagneettinen voima ja heikko vuorovaikutus). Siksi gravitaatiovoimalla ei ole merkittävää vaikutusta subatomisten hiukkasten tasolla. Se on kuitenkin hallitseva vuorovaikutusvoima makroskooppisella tasolla, joka aiheuttaa tähtitieteellisten kappaleiden muodostumisen, muodon ja liikeradan.
Kuva 02: Gravitaatiovoima
Voimme määritellä gravitaatiovoiman voimaksi, joka vetää puoleensa mitä tahansa kahta kohdetta, joilla on tietty massa. Kutsumme sitä houkuttelevaksi voimaksi, koska se saa aina kaksi massaa vetäytymään yhteen eikä koskaan työnnä niitä erilleen. Newtonin universaali gravitaatiolaki ilmaisee, että jokainen kappale, jolla on massa, vetää kaikkia muita esineitä koko maailmankaikkeudessa. Tämä vetovoima riippuu kuitenkin suurelta osin kohteen massasta; esim. suuret massat näyttävät v altavia nähtävyyksiä.
Mitä eroa on sähköstaattisen voiman ja painovoiman välillä?
Avainero sähköstaattisen voiman ja gravitaatiovoiman välillä on se, että sähköstaattinen voima on kahden sähköisesti varautuneen kohteen välinen houkutteleva tai hylkivä voima, kun taas gravitaatiovoima on kahden kohteen välinen vetovoima, joka syntyy painovoiman vaikutuksesta.
Alla oleva infografiikka esittelee sähköstaattisen voiman ja painovoiman väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Sähköstaattinen voima vs. gravitaatiovoima
Avainero sähköstaattisen voiman ja gravitaatiovoiman välillä on se, että sähköstaattinen voima on kahden sähköisesti varautuneen kohteen välinen houkutteleva tai hylkivä voima, kun taas gravitaatiovoima on kahden kohteen välinen vetovoima, joka syntyy painovoiman vaikutuksesta.
