Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe meten Coulomb de kracht tussen elektrische lading?

Charles-Augustin de Coulomb, een Franse natuurkundige, gebruikte een zeer slimme en precieze methode om de kracht tussen elektrische ladingen te meten. Hij gebruikte een apparaat dat bekend staat als een torsiebalans . Hier is een uitsplitsing van hoe het werkte:

De torsiebalans:

1. Setup: De torsiebalans bestond uit een lichtgewicht, horizontale staaf opgehangen door een dunne, verticale draad. Een kleine geladen bol was bevestigd aan het ene uiteinde van de staaf en een andere geladen bol (in positie gefixeerd) werd in de buurt van de eerste bol gebracht.

2. Twisten en meten: Wanneer de twee geladen bollen op elkaar inwerken, zou de afstotende of aantrekkelijke kracht ertussen ervoor zorgen dat de staaf draait. De hoeveelheid draai was evenredig met de kracht tussen de ladingen.

3. Kalibratie en meting: De draad had een bekende torsieconstante (hoeveel hij gedraaid was voor een bepaalde kracht). Coulomb kalibreerde het evenwicht zorgvuldig door bekende krachten toe te passen en de resulterende wendingen te meten. Hierdoor kon hij de hoeveelheid draaiing relateren aan de werkelijke kracht tussen de ladingen.

4. Variërend de ladingen en afstand: Coulomb zou de aanklachten op de bollen en de afstand ertussen kunnen variëren. Door te observeren hoe de draai van de staaf veranderde, was hij in staat om een ​​relatie te vestigen tussen de kracht, de omvang van de ladingen en de afstand die ze scheidde.

de wet van Coulomb:

Door zijn nauwgezette experimenten ontdekte Coulomb dat de kracht tussen twee ladingen is:

* recht evenredig naar het product van de kosten:hoe groter de ladingen, hoe sterker de kracht.

* omgekeerd evenredig naar het kwadraat van de afstand tussen hen:hoe dichter de ladingen, hoe sterker de kracht.

Deze relatie staat nu bekend als de wet van Coulomb .

Betekenis:

De experimenten van Coulomb waren baanbrekend omdat ze het eerste kwantitatieve begrip van de fundamentele kracht tussen elektrische ladingen gaven. Zijn werk maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van elektromagnetisme en blijft fundamenteel in ons begrip van elektriciteit en magnetisme.