마찰시킨 풍선에 머리카락이 끌려 올라가 붙는 이유가 무엇인가요?

Question

고무 풍선을 털옷이나 머리카락에 여러 번 문지른 후 머리에 가져가면 머리카락들이 풍선 쪽으로 이끌려 달라붙는데요. 마찰시킨 풍선에 머리카락이 끌려 올라가 붙는 이유가 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

고무 풍선을 털옷이나 머리카락에 문지를 때 달라 붙는 현상은 두 물체 사이에 발생하는 마찰 전기와 전하 사이의 끌어당기는 힘 때문에 발생합니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

물질마다 전자를 끌어당기는 힘의 크기가 다른데, 고무 풍선은 전자를 잘 얻는 성질이 있고 머리카락이나 털옷은 전자를 잘 잃는 성질이 있습니다. 풍선을 문지르면 머리카락에 있던 전자(-)가 풍선으로 이동하면서 풍선은 음(-)전하, 머리카락은 양(+)전하를 띠게 됩니다. 전기적 성질이 다른 종류의 전하끼리는 서로 끌어당기는 힘이 작용하기 때문 음(-)전하를 띤 풍선이 양(+)전하를 띤 머리카락을 강하게 끌어당기며 붙게 됩니다. 또한, 전자를 잃은 머리카락들은 모두 같은 양(+)전하를 띠게 되어, 같은 종류의 전하끼리는 서로 밀어내는 힘이 작용하기 때문에, 머리카락들이 서로 붙지 않고 사방으로 삐죽삐죽 뻗어 오르며 풍선 쪽으로 끌려가는 현상이 일어납니다.