Люди и кошки живут вместе уже тысячи лет, и за это время наши пушистые друзья заработали репутацию независимых и иногда злых гениев, заботящихся только о себе. Однако мы все еще знаем не так много об их жизни.

Например, каждый, кто гладил кошку и затем потирал ноги о ковер, знает, что трение между предметами может создавать статическое электричество. Этот физический процесс объясняет, почему иногда при контакте с кошкой возникает легкое "щелчковое" ощущение.

Интересно, что некоторые кошки, возможно, даже наслаждаются этим эффектом, играя с ним, как с необычной игрушкой. Это объяснение оставалось загадкой для ученых на протяжении более двух тысяч лет. Теперь команда исследователей из Северо-Западного университета утверждает, что наконец-то раскрыла механизмы этого явления.

Они выяснили, что когда объект скользит по поверхности, его передняя и задняя части подвергаются различным силам. Эта разница приводит к накоплению разных электрических зарядов на этих участках. В результате, когда заряды становятся достаточно сильными, возникает электрический ток, который может вызывать видимые световые разряды.

По словам Лоуренса Маркса, профессора материаловедения и инженерии, эта работа впервые дает четкое объяснение тому, почему трение играет такую важную роль в создании статического электричества.

Ранее ученые предпринимали попытки интерпретировать свои эксперименты с использованием неоправданных гипотез, но теперь исследователи предлагают более обоснованное и научное объяснение механизма, лежащего в основе этого явления. Команда утверждает, что они обнаружили простой ответ на проблему. Исследователи полагают, что наличие различных деформаций, а значит, и разных зарядов с передней и задней стороны объекта, который движется, вызывает появление тока.

Впервые статическое электричество было открыто в 600 году до нашей эры, когда греческий философ Фалес Милетский натер янтарь мехом и заметил, что янтарь притягивает пыль. С тех пор ученые пришли к общему мнению, что трение приводит к появлению статического заряда у всех изоляционных материалов, а не только у меха.

В 2019 году Маркс и его команда начали исследовать эту загадку и наконец пришли к решению. Они заявили, что трение между двумя материалами приводит к изгибу крошечных выступов на их поверхностях. Ученые обнаружили, что изогнутые и деформированные выступы вызывают напряжение.

По словам Маркса, в 2019 году они только начали закладывать основы текущего исследования. Ученым понадобилось почти пять лет, чтобы решить поставленную задачу. В процессе работы им удалось разработать новую модель, позволяющую рассчитывать электрический ток.

Результаты расчетов для различных случаев хорошо соответствуют экспериментальным данным. Новая модель ученых основывается на концепции, известной как "упругий сдвиг". Команда объясняет, что этот эффект возникает, когда материал противостоит скользящей силе.

Например, когда человек толкает пластину по столу, она испытывает сопротивление движению. Как только толчок прекращается, пластина останавливается. Это дополнительное трение, вызванное сопротивлением, способствует движению электрических зарядов.

Таким образом, ученые пришли к выводу о тесной связи между процессами скольжения и сдвига.