Почему тонкая струя изгибается к заряженному предмету
Вода в струе в целом электрически нейтральна: положительных и отрицательных зарядов в ней примерно поровну. Но нейтральность не означает, что электрическое поле не может на неё действовать. Поле заряженного предмета немного смещает заряды внутри молекул воды — это называется поляризацией. Молекулы поворачиваются или слегка деформируются так, что их ближняя к предмету сторона оказывается более притягиваемой.
Почему притяжение сильнее отталкивания
У одной полярной молекулы ближний и дальний края находятся на разном расстоянии от заряженного предмета. А электрическое воздействие ослабевает с расстоянием: ближний край притягивается сильнее, чем дальний отталкивается. В результате возникает небольшая сила в сторону предмета, хотя суммарный заряд воды не меняется.
Важно, что для такого опыта предмету не обязательно быть заряженным каким-то определённым знаком. Заряд другого знака тоже вызовет перестройку молекул, только они развернутся иначе. Решающее значение имеет не притяжение одного заранее выбранного края, а то, что неоднородное поле сильнее действует на ближнюю часть струи.
Зачем нужна тонкая струя
На воду одновременно действуют тяжесть, сцепление между молекулами и электрическое притяжение. В тонкой струе воды мало, поэтому даже сравнительно слабое боковое воздействие заметно меняет её траекторию. Толстый поток труднее отклонить: в нём больше воды, а значит, сильнее сопротивление изгибу.
Если поднести к струе наэлектризованный предмет — например, натёртый пластиковый предмет, — вода начнёт изгибаться ещё до соприкосновения. Это наглядный случай, когда электрический заряд воздействует на нейтральное вещество не напрямую через перенос заряда, а через его внутреннюю перестройку.
