Charles-Augustin de Coulomb

Portretul lui Charles-Augustin de Coulomb.

Charles-Augustin de Coulomb (14 iunie 1736 – 23 August 1806), inginer și fizician francez, a descoperit relația dintre forța care există între două corpuri încărcate electric și distanța care le separă, cunoscută sub numele de legea lui Coulomb. De asemenea, a studiat forțele de frecare și a folosit o tehnică matematică avansată numită calcul variațional pentru a analiza forțele asupra materialelor utilizate în construcții.

balanța de torsiune a lui Coulomb.

Biografie

Coulomb s-a născut în Angoul, Franța. El a fost fiul lui Henry Coulomb și Catherine Bajet, ambele familii fiind situate în straturile superioare ale societății franceze.

Viața timpurie

în timp ce era încă destul de tânăr, familia lui Coulomb s-a mutat la Paris, unde a primit instrucțiuni în arte și științe la Colegiul Mazarin. Coulomb și tatăl său s-au mutat la Montpellier după ce tatăl său a suferit un regres financiar. În acest timp, Coulomb a prezentat unele dintre primele sale lucrări Societății de științe din acel oraș. S-a întors la Paris pentru îndrumare și a promovat examenele necesare pentru intrarea sa la Ecole du Genie în orașul Mezieres în 1760.

cariera profesională și cercetarea timpurie

după absolvirea în 1761, a preluat funcția de locotenent în armata franceză ca inginer militar. Primul său proiect major a fost consolidarea fortificațiilor de pe insula Martinica din Indiile de Vest franceze. Sănătatea sa a suferit eșecuri în cei trei ani petrecuți la această sarcină care l-ar afecta pentru tot restul vieții.

într-o lucrare din 1773, Coulomb și-a aplicat abilitățile matematice la o serie de probleme de construcție folosind calculul variațional. Unele dintre tehnicile despre care a scris, inclusiv o teorie a mecanicii solului, sunt încă în uz astăzi. Cinci ani mai târziu, a trimis o lucrare la Academie des Sciences, raportând cercetări pe care le-a făcut pe busola magnetică folosind un echilibru de tortiune, un dispozitiv care folosește forța generată de răsucirea unui fir subțire pentru a măsura alte forțe. Pentru această lucrare a împărțit Marele Premiu al Academiei de științe în 1777.

Legea pătrată inversă pentru corpurile încărcate electric

în 1779, Coulomb a început să lucreze la construcția unui fort în Rochefort. Dar a găsit timp și pentru a experimenta mecanica, scriind “Teoria mașinilor Simple”, pentru care a primit Marele Premiu. Apoi și-a îndreptat atenția asupra cercetărilor privind electricitatea și magnetismul, prezentând în medie o lucrare pe an timp de șapte ani începând cu 1785. În acest timp, el a arătat, folosind echilibrul său de tortiune perfecționat anterior, că forța electrică dintre corpurile încărcate variază invers ca pătratul distanței dintre ele și este porportional cu sarcina fiecăruia, fiind o forță atractivă pentru sarcini opuse și o forță de respingere pentru sarcini de același fel. El a demonstrat, de asemenea, că non-conductorii trec electricitatea într-o oarecare măsură.

de la începutul anilor 1780 până în primul deceniu al anilor 1800, Coulomb a continuat să fie implicat în viața publică, așa cum Politica turbulentă a acelor vremuri a permis. El a raportat despre lucrările de canal și port în Bretania în 1784, a fost plasat la conducerea fântânilor regelui în același an. El a jucat, de asemenea, un rol în asigurarea aprovizionării cu apă a Parisului. În mijlocul revoluției franceze, s-a retras din Corps du Genie și și-a continuat cercetările dintr-o casă din Blois. În 1790, primul său fiu s-a născut cu Louise Francoise Leproust Desormeaux, cu care se va căsători în 1802 după nașterea celui de-al doilea fiu al cuplului. Din acel moment până în 1806, a fost, în calitate de inspector general al Instrucțiunii Publice, esențial în înființarea liceelor în toată țara. Coulomb, fiind de sănătate în ultimii săi ani, a murit în 1806.

realizări științifice

Coulomb se distinge în istoria mecanicii și a electricității și magnetismului. În 1779, a publicat o investigație importantă a legilor frecării (Teoria mașinilor simple, ținând cont de fricțiunea părților lor și de rigiditatea frânghiilor), care a fost urmată 20 de ani mai târziu de un memoriu despre vâscozitate.

în 1784, au apărut cercetările sale teoretice și experimentale privind forța de torsiune și elasticitatea firelor metalice (Istoria Academiei Regale de științe, 229-269, 1784). Acest memoriu conținea o descriere a diferitelor forme ale echilibrului său de torsiune. El a folosit instrumentul cu mare succes pentru investigarea experimentală a distribuției sarcinii pe suprafețe și a legilor forței electrice și magnetice.

în 1785, Coulomb și – a prezentat cele trei rapoarte despre electricitate și Magnetism:

– Premier m. În această publicație, Coulomb descrie “cum se construiește și se folosește un echilibru electric (echilibru de torsiune) bazat pe proprietatea firelor metalice de a avea o forță de torsiune de reacție proporțională cu unghiul de torsiune.”Coulomb a determinat, de asemenea, experimental legea forțelor pe care “două corpuri electrificate de același tip de electricitate le exercită unul asupra celuilalt.”

– Sécond Mémoire sur l’Electricité et le Magnetisme, Histoire de l ‘ académie Royale des Sciences, 578-611, 1785. În această publicație, Coulomb efectuează ” determinarea conform căreia legile acționează atât fluidele magnetice, cât și cele electrice, fie prin repulsie, fie prin atracție.”

– a treia disertație despre electricitate și Magnetism, Istoria Academiei Regale de științe, 612-638, 1785. “Cu privire la cantitatea de energie electrică pe care un corp izolat o pierde într-o anumită perioadă de timp , fie prin contactul cu aerul mai puțin umed, fie în suporturi mai mult sau mai puțin idioelectrice.”

Coulomb a explicat legile atracției și repulsiei dintre sarcinile electrice și polii magnetici, deși nu a găsit nicio relație între cele două fenomene. El credea că atracția și repulsia se datorează diferitelor tipuri de fluide.

unitatea de încărcare SI, coulomb, și Legea lui Coulomb sunt numite după el.

legea lui Coulomb

folosind un echilibru de torsiune, Coulomb a fost capabil să măsoare forța electrostatică între două obiecte încărcate electric de dimensiuni mici. Observațiile sale l-au determinat să descopere o relație matematică care a ajuns să fie numită Legea lui Coulomb. Această lege poate fi enunțată după cum urmează: magnitudinea forței electrostatice dintre două sarcini punctuale este direct proporțională cu mărimile fiecărei sarcini și invers proporțională cu pătratul distanței dintre SARCINI. Formula Legii lui Coulomb are aceeași formă ca Legea gravitațională a lui Newton: forța electrică a unui corp exercitată asupra celui de-al doilea corp este egală cu forța exercitată de al doilea corp asupra primului. Pentru a calcula magnitudinea forței, poate fi mai ușor să luăm în considerare versiunea simplificată, scalară a legii:

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

unde:

F {\displaystyle F\}este magnitudinea forței exercitate, q 1 {\displaystyle q_{1}\ }este sarcina pe un corp, q 2 {\displaystyle q_{2}\ }este sarcina de pe celălalt corp, r {\displaystyle r\ }este distanța dintre ele, k C = 1 4 inktiv 0 inktiv {\displaystyle K_{C}={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\approx }8.988 XlX 109 N m2 C – 2 (de asemenea m F-1) este constanta electrostatică sau Constanta forței Coulomb, iar 0xxxxx {\displaystyle \epsilon _{0}\approx }8.854 xlx10-12 C2 n-1 m-2 (de asemenea, F m-1) este permitivitatea spațiului liber, numită și constantă electrică, un element fizic constant.

în unitățile cgs, sarcina unitară, esu de sarcină sau statcoulomb, este definită astfel încât această constantă a forței Coulomb să fie 1.

forța F {\displaystyle F} acționează asupra liniei care leagă cele două obiecte încărcate. Obiectele încărcate cu aceeași polaritate se resping reciproc de-a lungul acestei linii și obiectele încărcate cu polaritate opusă se atrag reciproc de-a lungul acestei linii.

a se vedea, de asemenea,

• electricitate
• gravitație

• Abbott, David, (ed.). 1984. Dicționarul biografic al oamenilor de știință. New York: Peter Bedrick. ISBN 0195210832.
• Asimov, Isaac. 1982. Enciclopedia biografică a științei și tehnologiei a lui Asimov. A 2-a ed. New York: Doubleday. ISBN 0385177712.
• Ferguson, Pamela. 2002. Enciclopedia biografică a oamenilor de știință din cartea mondială. Ediția a 8-a. Chicago: Cartea Mondială. ISBN 0716676001.
• Gillispie, Charles Coulston. 1975. Dicționar de biografie științifică. New York: Scribner. ISBN 0684101211.

acest articol încorporează text din Enciclopedia ediția a unsprezecea a unsprezecea, o publicație aflată acum în domeniul public.

toate linkurile preluate la 1 februarie 2017.

• John J. O ‘ Connor și Edmund F. Robertson. Charles-Augustin de Coulomb la arhiva MacTutor