Hvordan målte Coulomb styrken mellem elektrisk ladning?

Charles-Augustin de Coulomb, en fransk fysiker, brugte en meget smart og præcis metode til at måle kraften mellem elektriske ladninger. Han beskæftigede en enhed kendt som en torsionsbalance . Her er en sammenbrud af, hvordan det fungerede:

Torsionsbalancen:

1. opsætning: Torsionsbalancen bestod af en let, vandret stang ophængt med en tynd, lodret ledning. En lille ladet sfære blev fastgjort til den ene ende af stangen, og en anden ladet sfære (fastgjort i position) blev bragt nær den første sfære.

2. vridning og måling: Når de to ladede kugler interagerede, ville den frastødende eller attraktive kraft mellem dem få stangen til at dreje. Mængden af ​​twist var proportional med styrken mellem anklagerne.

3. kalibrering og måling: Tråden havde en kendt torsionskonstant (hvor meget den snoede for en given kraft). Coulomb kalibrerede omhyggeligt balancen ved at anvende kendte kræfter og måle de resulterende vendinger. Dette gjorde det muligt for ham at relatere mængden af ​​twist til den faktiske kraft mellem anklagerne.

4. varierende afgifter og afstand: Coulomb kunne variere anklagerne på kuglerne og afstanden mellem dem. Ved at observere, hvordan stangens drejning ændrede sig, var han i stand til at etablere et forhold mellem styrken, størrelsen af ​​ladningerne og afstanden, der adskiller dem.

Coulombs lov:

Gennem hans omhyggelige eksperimenter opdagede Coulomb, at styrken mellem to anklager er:

* direkte proportional Til produktet af gebyrerne:jo større ladningerne er, jo stærkere er styrken.

* omvendt proportional Til kvadratet på afstanden mellem dem:jo tættere på anklagerne, jo stærkere kraften.

Dette forhold er nu kendt som coulombs lov .

Betydning:

Coulombs eksperimenter var banebrydende, fordi de gav den første kvantitative forståelse af den grundlæggende kraft mellem elektriske ladninger. Hans arbejde banede vejen for udviklingen af ​​elektromagnetisme og er fortsat grundlæggende i vores forståelse af elektricitet og magnetisme.