Charles-Augustin de Coulomb

Charles-Augustin de Coulombin muotokuva.

Charles-Augustin de Coulomb (14.kesäkuuta 1736 – 23. elokuuta 1806), ranskalainen fyysikko ja insinööri, selvitti kahden sähköisesti varautuneen kappaleen välisen voiman ja niiden välisen etäisyyden välisen suhteen, joka tunnetaan Coulombin lakina. Hän opiskeli myös frictional voimia, ja käyttää kehittynyttä matemaattista tekniikkaa kutsutaan variational calculus analysoida voimia materiaaleja käytetään rakentamisessa.

Coulombin vääntösaldo.

Coulomb syntyi Angoulêmessa, Ranskassa. Hän oli poika Henry Coulombin ja Catherine Bajet, joiden molemmat perheet olivat sijoittuneet Ylempiin kerroksiin Ranskan yhteiskunnan.

nuorena

vielä melko nuorena Coulombin perhe muutti Pariisiin, jossa hän sai taide-ja tieteenopetusta College Mazarinissa. Coulomb muutti isänsä kanssa Montpellieriin isänsä kärsittyä taloudellisen takaiskun. Tänä aikana, Coulomb esitti joitakin hänen ensimmäinen työ, Society of Sciences, että kaupunki. Hän palasi Pariisiin tuutorointiin ja läpäisi tarvittavat kokeet päästäkseen Mezieresin kaupungin Ecole du Genieen vuonna 1760.

ammattiura ja varhainen tutkimustyö

valmistuttuaan vuonna 1761 hän siirtyi Ranskan armeijaan luutnantiksi sotilasinsinööriksi. Hänen ensimmäinen suuri hankkeensa oli vahvistaa linnoituksia Martiniquen saarella Ranskan Länsi-Intiassa. Hänen terveytensä kärsi takaiskuja aikana kolme vuotta hän vietti tätä tehtävää, joka vaikuttaisi häntä loput elämästään.

vuonna 1773 julkaistussa tutkielmassa Coulomb sovelsi matemaattisia taitojaan useisiin rakennusongelmiin variational calculus-menetelmällä. Jotkut tekniikat hän kirjoitti noin, mukaan lukien liukukiila teoria maaperän mekaniikka, ovat edelleen käytössä tänään. Viisi vuotta myöhemmin, hän toimitti paperin Academie des Sciences, raportointi tutkimusta hän oli tehnyt, magneettinen kompassi käyttäen tortion tasapaino, laite, joka käyttää voima syntyy kiertämällä ohut lanka mitata muita voimia. Tästä työstä hän jakoi Grand Prix, Academie des Sciences vuonna 1777.

sähköisesti varattujen kappaleiden Käänteisneliölaki

vuonna 1779 Coulombi aloitti työt linnoituksen rakentamiseksi Rochefortiin. Mutta hän löysi myös aikaa kokeilla mekaniikka, kirjallisesti “The Theory of Simple Machines”, josta hän sai Grand Prix. Hän sitten kääntyi hänen huomionsa tutkii sähkön ja magnetism, esittää keskimäärin paperin vuodessa seitsemän vuotta alkaa vuonna 1785. Se oli tänä aikana, että hän osoitti, käyttäen hänen aiemmin täydelliseksi tortion tasapaino, että sähköinen voima välillä varattujen elinten vaihtelee kääntäen kuin neliön etäisyys niiden välillä, ja on porportional, että maksu kunkin, joka on houkutteleva voima vastakkaisia maksuja, ja hylkivä voima maksuja samanlaista. Hän osoitti myös, että muut kuin johtimet siirtävät sähköä jonkin verran.

1780-luvun alkupuolelta 1800-luvun ensimmäiselle vuosikymmenelle Coulomb jatkoi sekaantumistaan julkiseen elämään, kun tuon ajan kuohuva politiikka sen salli. Hän raportoi kanava-ja satamatöistä Bretagnessa vuonna 1784, hänet asetettiin samana vuonna kuninkaan suihkulähteiden johtoon. Hän oli myös mukana varmistamassa Pariisin vesihuoltoa. Ranskan vallankumouksen keskellä hän vetäytyi Corps du Genie-armeijasta ja jatkoi tutkimustyötään kotoaan Blois ‘ sta. Vuonna 1790 syntyi hänen ensimmäinen poikansa Louise Francoise LeProust Desormeaux, jonka kanssa hän avioitui vuonna 1802 pariskunnan toisen pojan syntymän jälkeen. Tuosta ajasta vuoteen 1806 hän oli yleisen opetuksen ylitarkastajana mukana perustamassa lyseoita koko maahan. Coulomb, joka on sairas hänen myöhempinä vuosina, kuoli vuonna 1806.

tieteelliset saavutukset

Coulombin erottaa mekaniikan sekä sähkön ja magnetismin historiasta. Vuonna 1779 hän julkaisi tärkeän tutkimuksen kitkan laeista (teoria yksinkertaisista koneista, ottaen huomioon niiden osien kitkan ja köysien jäykkyyden), jota seurasi 20 vuotta myöhemmin memoir-viskositeetista.

vuonna 1784 ilmestyi hänen teoreettinen ja kokeellinen tutkimuksensa metallilankojen vääntövoimasta ja elastisuudesta (History of the Royal Academy of Sciences, 229-269, 1784). Tämä memoir sisälsi kuvauksen eri muodoissa hänen torsion tasapaino. Hän käytti väline, jolla on suuri menestys, kokeellinen tutkimus Jakelu maksu pinnoilla, ja lakien sähkö-ja magneettisen voiman.

vuonna 1785 Coulomb esitti kolme raporttiaan sähköstä ja magnetismista:

– Premier Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnétisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 569-577, 1785. Tässä julkaisussa Coulomb kuvaa ” kuinka rakentaa ja käyttää sähköistä tasapainoa (vääntötasapainoa), joka perustuu metallilankojen ominaisuuteen, jossa reaktiovoima on verrannollinen vääntökulmaan.”Coulomb määritteli myös kokeellisesti niiden voimien lain, jotka” kaksi sähköistettyä kappaletta aiheuttavat toisilleen samanlaista sähköä.”

– sécond Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnetisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 578-611, 1785. Tässä julkaisussa Coulomb toteuttaa ” määrityksen, jonka mukaan sekä Magneettiset että sähköiset nesteet toimivat joko vastenmielisyydellä tai vetovoimalla.”

– Third Dissertation on Electricity and Magnetism, History of the Royal Academy of Sciences, 612-638, 1785. “Siitä sähkön määrästä , jonka eristetty kappale menettää tiettynä ajanjaksona, joko joutuessaan kosketuksiin vähemmän kostean ilman kanssa tai kannattimissa, jotka ovat enemmän tai vähemmän idio-sähköisiä.”

Coulomb selitti sähkövarausten ja magneettisten napojen väliset vetovoima-ja hylkimislait, joskaan hän ei löytänyt näiden kahden ilmiön välistä yhteyttä. Hän arveli vetovoiman ja vastenmielisyyden johtuvan erilaisista nesteistä.

si: n varausyksikkö, Coulombin laki ja Coulombin laki on nimetty hänen mukaansa.

Coulombin laki

käyttäen vääntötasapainoa Coulomb kykeni mittaamaan kahden sähköisesti varautuneen, kooltaan pienen kappaleen välisen sähköstaattisen voiman. Hänen huomautuksensa johtivat hänet löytämään matemaattisen suhteen, jota alettiin kutsua Coulombin laiksi. Laki voidaan esittää seuraavasti: kahden pistevarauksen välisen sähköstaattisen voiman suuruus on suoraan verrannollinen kunkin varauksen magnitudiin ja kääntäen verrannollinen varausten välisen etäisyyden neliöön. Coulombin lain kaava on samaa muotoa kuin Newtonin gravitaatiolaki: toisen kappaleen toiseen kappaleeseen kohdistama sähköinen voima on yhtä suuri kuin toisen kappaleen ensimmäiseen kohdistama voima. Voiman suuruuden laskemiseksi voi olla helpointa tarkastella lain yksinkertaistettua, skalaarista versiota:

f = k c / q 1 / / q 2 / r 2 {\displaystyle F=k_{C}{\frac {/q_{1} / / q_{2}/} {r^{2}}}}

jossa:

F {\displaystyle F\ }on kohdistuvan voiman suuruus, q 1 {\displaystyle q_{1}\ }on yhden kappaleen varaus, q 2 {\displaystyle q_{2}\ }on toisen kappaleen varaus, R {\displaystyle r\ }on niiden välinen etäisyys, k C = 1 4 π ϵ 0 ≈ {\displaystyle k_{C}={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\approx }8.988×109 n m2 C-2 (myös m F-1) on sähköstaattinen vakio tai Coulombin voimavakio, ja ϵ 0 ≈ {\displaystyle \epsilon _{0}\approx }8,854×10-12 C2 N-1 m-2 (myös F m-1) on vapaan tilan permittiivisyys, jota kutsutaan myös sähkövakioksi, tärkeä fyysinen vakio.

cgs-yksiköissä yksikkövaraus, varauksen esu tai statcoulombi, määritellään siten, että tämä Coulombin voimavakio on 1.

voima F {\displaystyle F} vaikuttaa kahta varattua kohdetta yhdistävällä suoralla. Saman napaisuuden varatut kappaleet hylkivät toisiaan tällä linjalla ja vastakkaisen napaisuuden varatut kappaleet vetävät toisiaan puoleensa tällä linjalla.

Katso myös

• Sähkö
• painovoima

• Abbott, David, (toim.). 1984. The Biographical Dictionary of Scientists. New York: Peter Bedrick. ISBN 0195210832.
• Asimov, Isaac. 1982. Asimovin Biographical Encyclopedia of Science and Technology. 2. New York: Doubleday. ISBN 0385177712.
• Ferguson, Pamela. 2002. World Book ‘ s Biographical Encyclopedia of Scientists. 8.toim. Chicago: Maailmankirja. ISBN 0716676001.
• Gillispie, Charles Coulston. 1975. Dictionary of Scientific Biography. Scribner. ISBN 0684101211.

tämä artikkeli sisältää tekstiä Encyclopædia Britannican yhdennestätoista painoksesta, joka on nykyään julkinen julkaisu.

kaikki linkit haettu 1. helmikuuta 2017.

• John J. O ‘ Connor ja Edmund F. Robertson. Charles-Augustin de Coulomb MacTutor archivessa