Charles-Augustin de Coulomb

portret van Charles-Augustin de Coulomb.

Charles-Augustin de Coulomb (Parijs, 14 juni 1736 – aldaar, 23 augustus 1806), een Frans ingenieur en natuurkundige, ontdekte de relatie tussen de kracht die bestaat tussen twee elektrisch geladen lichamen en de afstand die hen scheidt, bekend als de wet van Coulomb. Hij bestudeerde ook wrijvingskrachten, en gebruikte een geavanceerde wiskundige techniek genaamd de variationele calculus om de krachten te analyseren op materialen die in de bouw worden gebruikt.

Coulombs torsiebalans.

Coulomb werd geboren in Angoulême, Frankrijk. Hij was de zoon van Hendrik Coulomb en Catharina Bajet, beiden van wie de families zich in de hogere lagen van de Franse samenleving bevonden.Toen Coulomb nog jong was, verhuisde zijn familie naar Parijs, waar hij les kreeg in kunst en wetenschappen aan het College Mazarin. Coulomb en zijn vader verhuisden naar Montpellier nadat zijn vader een financiële tegenslag had opgelopen. In die tijd diende Coulomb een deel van zijn eerste werk in bij de Society of Sciences in die stad. Hij keerde terug naar Parijs voor bijles en slaagde voor de examens die nodig waren voor zijn toelating tot de Ecole du Genie in de stad Mezieres in 1760.Na zijn afstuderen in 1761 nam hij de positie aan van luitenant in het Franse leger als militair ingenieur. Zijn eerste grote project was de versterking van de vestingwerken op het eiland Martinique in Frans-Indië. Zijn gezondheid leed tegenslagen gedurende de drie jaar die hij aan deze taak doorbracht, die hem voor de rest van zijn leven zouden treffen.In een artikel uit 1773 paste Coulomb zijn wiskundige vaardigheden toe op een aantal constructieproblemen met behulp van de variationele calculus. Enkele van de technieken waarover hij schreef, waaronder een sliding-wig theorie van de bodemmechanica, zijn nog steeds in gebruik. Vijf jaar later diende hij een paper in bij de Academie des Sciences, waarin hij verslag deed van zijn onderzoek naar het magnetische kompas met behulp van een tortion balance, een apparaat dat de kracht gebruikt die wordt gegenereerd door het draaien van een dunne draad om andere krachten te meten. Voor dit werk deelde hij de Grand Prix van de Academie des Sciences in 1777.

Omgekeerde kwadratenwet voor elektrisch geladen lichamen

in 1779 begon Coulomb met de bouw van een fort in Rochefort. Maar hij vond ook tijd om te experimenteren op mechanica, het schrijven van “The Theory of Simple Machines”, waarvoor hij de Grand Prix werd bekroond. Vervolgens richtte hij zijn aandacht op onderzoek naar elektriciteit en magnetisme, waarbij hij een gemiddelde van een artikel per jaar meer dan zeven jaar, te beginnen in 1785. Het was in deze tijd dat hij toonde, met behulp van zijn eerder geperfectioneerde tortion evenwicht, dat de elektrische kracht tussen geladen lichamen omgekeerd varieert als het kwadraat van de afstand tussen hen, en is porportioneel aan de lading van elk, zijnde een aantrekkelijke kracht voor tegengestelde ladingen, en een afstotende kracht voor ladingen van dezelfde soort. Hij toonde ook aan dat niet-geleiders elektriciteit tot op zekere hoogte passeren.Vanaf het begin van de jaren 1780 tot het eerste decennium van de jaren 1800 bleef Coulomb betrokken bij het openbare leven, zoals de turbulente politiek van die tijd toestond. Hij rapporteerde over het kanaal en de haven werken in Bretagne in 1784, werd geplaatst in de leiding van de fonteinen van de koning in hetzelfde jaar. Hij speelde ook een rol in het verzekeren van de watervoorziening van Parijs. In het midden van de Franse Revolutie trok hij zich terug uit het corps du Genie en zette zijn onderzoek voort vanuit een huis in Blois. In 1790 werd zijn eerste zoon geboren uit Louise Francoise LeProust Desormeaux, met wie hij in 1802 zou trouwen na de geboorte van de tweede zoon van het echtpaar. Vanaf die tijd tot 1806 was hij, als inspecteur-generaal van openbaar onderwijs, behulpzaam bij het oprichten van lycea ‘ s in het hele land. Coulomb, die in zijn latere jaren ziek was, stierf in 1806.

wetenschappelijke prestaties

Coulomb onderscheidt zich in de geschiedenis van de mechanica en van elektriciteit en magnetisme. In 1779 publiceerde hij een belangrijk onderzoek naar de wrijvingswetten (theorie van eenvoudige machines, rekening houdend met de wrijving van hun onderdelen en de stijfheid van de touwen), dat 20 jaar later werd gevolgd door een memoir over viscositeit.In 1784 verscheen zijn theoretisch en experimenteel onderzoek naar de torsiekracht en elasticiteit van metalen draden (History of the Royal Academy of Sciences, 229-269, 1784). Deze memoires bevatten een beschrijving van verschillende vormen van zijn torsiebalans. Hij gebruikte het instrument met groot succes voor het experimentele onderzoek van de verdeling van lading op oppervlakken, en van de wetten van elektrische en magnetische kracht.In 1785 presenteerde Coulomb zijn drie rapporten over elektriciteit en magnetisme:

– Premier Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnétisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 569-577, 1785. In deze publicatie beschrijft Coulomb ” hoe een elektrische balans (torsiebalans) te construeren en te gebruiken op basis van de eigenschap van de metalen draden van het hebben van een reactie torsiekracht evenredig aan de torsiehoek.Coulomb bepaalde ook experimenteel de wet van de krachten die twee geëlektrificeerde lichamen van dezelfde soort elektriciteit op elkaar uitoefenen.”

– Sécond Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnetisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 578-611, 1785. In deze publicatie voert Coulomb de “bepaling uit volgens welke wetten zowel de magnetische als de elektrische vloeistoffen handelen, hetzij door afstoting, hetzij door aantrekking.”

– Third Dissertation on Electricity and Magnetism, History of the Royal Academy of Sciences, 612-638, 1785. “Over de hoeveelheid elektriciteit die een geïsoleerd lichaam verliest in een bepaalde periode, hetzij door contact met minder vochtige lucht, of in de steunen min of meer idio-elektrisch.”

Coulomb verklaarde de wetten van aantrekking en afstoting tussen elektrische ladingen en magnetische polen, hoewel hij geen verband vond tussen de twee verschijnselen. Hij dacht dat de aantrekking en afstoting te wijten waren aan verschillende soorten vloeistoffen.

de SI-eenheid, de coulomb en de wet van Coulomb zijn naar hem vernoemd.

Coulomb ‘ s law

met behulp van een torsiebalans kon Coulomb de elektrostatische kracht meten tussen twee elektrisch geladen objecten van kleine afmetingen. Zijn observaties leidden hem tot het ontdekken van een wiskundige relatie die Coulomb ‘ s wet werd genoemd. Deze wet kan als volgt worden gesteld: de grootte van de elektrostatische kracht tussen twee puntladingen is recht evenredig met de magnitudes van elke lading en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen de ladingen. De formule van Coulomb ‘s wet is van dezelfde vorm als Newton’ s gravitatiewet: de elektrische kracht van een lichaam uitgeoefend op het tweede lichaam is gelijk aan de kracht uitgeoefend door het tweede lichaam op het eerste. Om de grootte van de kracht te berekenen, kan het het makkelijkst zijn om de vereenvoudigde, scalaire versie van de wet te overwegen:

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

waarbij:

F {\displaystyle F\ }is de grootte van de kracht die wordt uitgeoefend, q 1 {\displaystyle q_{1}\ }is de lading op één lichaam, q 2 {\displaystyle q_{2}\ }is de lading op de andere plaatsen van het lichaam, r {\displaystyle r\ }is de afstand tussen hen, k, C = 1 4 π ż 0 ≈ {\displaystyle k_{C}={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ca }8.988 × 109 n m2 C-2 (ook m F-1) is de elektrostatische constante of Coulomb-krachtconstante, en ϵ 0 ≈ {\displaystyle \Epsilon _{0}\approx }8.854×10-12 C2 N – 1 m-2 (Ook F m-1) is de permittiviteit van de vrije ruimte, ook wel elektrische constante genoemd, een belangrijke fysische constante.

In cgs-eenheden is de eenheidslading, Ege van lading of statcoulomb, zo gedefinieerd dat deze Coulomb-krachtconstante 1 is.

de kracht F {\displaystyle F} werkt op de lijn die de twee geladen objecten verbindt. Geladen objecten van dezelfde polariteit stoten elkaar af langs deze lijn en geladen objecten van tegenovergestelde polariteit trekken elkaar aan langs deze lijn.

zie ook

• elektriciteit
• zwaartekracht

• Abbott, David (ed.). 1984. The Biographical Dictionary of Scientists. New York: Peter Bedrick. ISBN 0195210832.
• Asimov, Isaac. 1982. Asimov ‘ s biografische Encyclopedie van wetenschap en technologie. 2nd ed. New York: Doubleday. ISBN 0385177712.
• Ferguson, Pamela. 2002. World Book ‘ s Biographical Encyclopedia of Scientists. 8e ed. Chicago: World Book. ISBN 0716676001.
• Gillispie, Charles Coulston. 1975. Dictionary of Scientific Biography. New York: Scribner. ISBN 0684101211.

dit artikel bevat de tekst uit de elfde editie van de Encyclopædia Britannica, een publicatie die nu in het publieke domein is.

alle links opgehaald op 1 februari 2017.

• John J. O ‘ Connor en Edmund F. Robertson. Charles-Augustin de Coulomb in het MacTutor archief