Balles de Noël électriques
L'interaction entre les balles peut ętre décrite par la loi de Coulomb :
La loi de Coulomb décrit l'interaction des charges ponctuelles, mais une
charge distribuée de façon uniforme sur la surface d'une sphčre est
équivalente ŕ une charge ponctuelle placée au centre de la sphčre.
Calculons la force d'interaction entre les deux sphčres. On peut évaluer la charge des balles ŕ partir de leur capacité électrique. La capacité d'une sphčre est déterminée par l'équation C=R/k, oů R est le diamčtre de la sphčre. La signification de capacité électrique est la suivante : on a la capacité d'un farad (F) si une charge d'un coulomb (C) engendre un potentiel électrique d'un volt (V).
Le briquet piézoélectrique engendre une tension jusqu'ŕ 10 kV, mais la capacité des balles de Noël est trčs petite (pour des balles de 4 cm de diamčtre la capacité est d'environ 0,4^#183;10-11 F). En conséquence, la charge sur chaque balle est petite (4·10-8C). La force d'interaction entre les deux balles chargées mises ŕ une distance de 5 cm (entre leurs centres) est elle aussi trčs petite (1,4 mN), au męme temps pour avoir une déviation de la position verticale de 1,5o (c-ŕ-d de 0.5 cm pour une balle attaché ŕ un fil de 20 cm de longueur) d'une balle de 5 g de masse on a besoin de 1,2 mN. Il faut donc, pour observer une collision, mettre les balles trčs proches.
Si une troisičme balle est fixée ŕ un des pôles du briquet piézoélectrique on observe que deux charges du męme signe se repoussent et deux charges de signes opposés s'attirent.