Charles Augustin de Coulomb a cura d i Alessia Antonino

1. Charles Augustin de Coulomb a cura di Alessia Antonino INTRODUZIONE STUDI E SCOPERTE La conoscenza dei fenomeni elettrici e magnetici, è relativamente recente. Tuttavia, fenomeni legati all’elettricità ed al magnetismo erano noti anche ai popoli della Grecia che già conoscevano la resina fossile, detta ambra e la magnetite. Per arrivare ad una prima conoscenza dei fenomeni magnetici come li intendiamo oggi bisogna attendere il libro dell’inglese William Gilbert, del 1600. In esso si parla del magnetismo terrestre e dell’orientamento degli aghi magnetici, nonché dell’elettricità per strofinio. La nascita dell’elettricità moderna si fonda, in ogni caso, sui lavori del francese Charles Augustin Coulomb. • Legge di Coulomb • Legge fondamentale dell'elettrostatica che stabilisce che tra due cariche elettriche puntiformi q1 e q2 poste a una distanza r si esercita una forza F proporzionale al valore delle cariche stesse e inversamente proporzionale al quadrato delle distanze; tale legge è formalmente analoga alla , con la sostanziale differenza, però, che la forza, diretta sempre come la congiungente le cariche, può essere repulsiva o attrattiva secondo che le cariche abbiano lo stesso segno oppure segno opposto. Si ha quindi: F=± kq1q2/2, in cui il segno meno indica una forza r attrattiva e il segno più una forza repulsiva. La costante di proporzionalità k, detta costante di Coulomb, vale nel vuoto 9•109N•m2•A-2s2. Se non si opera nel vuoto, k assume valori diversi in dipendenza delle caratteristiche del mezzo in cui le cariche sono immerse; il valore di k descrive importanti caratteristiche elettriche del mezzo, ma generalmente a questo scopo si usa la costante dielettrica ε definita come ε=1/4πk. Una legge dello stesso nome e della stessa forma vale in magnetostatica per masse magnetiche, puntiformi e isolate (legge magnetostatica di Coulomb). • Bilancia di Coulomb • La prima bilancia di torsione , realizzata da Coulomb e usata per la dimostrazione della legge di Coulomb in elettrostatica e in magnetostatica. È basata sulla legge di Coulomb sull'elasticità di torsione per cui l'angolo di torsione di un filo elastico è proporzionale al momento torcente e alla lunghezza del filo e inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio di quest'ultimo. Nella figura (1) è illustrato schematicamente il dispositivo usato da Coulomb che, in particolare, poteva venire riempito con liquidi diversi per verificare il diverso valore della costante di proporzionalità k. • Teorema di Coulomb • Teorema di elettrostatica che consente di valutare l'intensità E del campo elettrico in prossimità di una superficie ΔS, su cui sia distribuita una carica elettrica Δq, in un mezzo di costante dielettrica ε; è espresso dalla relazione: E=σ/ε dove ε è la costante dielettrica del mezzo e σ è la densità di carica Δq/ΔS. La direzione di E è normale alla superficie S. • Barriera di Coulomb • In fisica nucleare, barriera di potenziale dovuta alla carica positiva complessiva del nucleo atomico, che ostacola la penetrazione di particelle positive entro il medesimo. • Teoria di Coulomb (o teoria del prisma di massima spinta) • Considerato un terreno, limitato superiormente da una superficie orizzontale e contenuto da un muro verticale di sostegno, Coulomb ipotizza che la spinta esercitata dal terreno sul muro corrisponda a quella del masso di terra che, in assenza di sostegno, se ne distaccherebbe, secondo un piano di scorrimento passante per il piede del muro e formante con la verticale un angolo pari a quello di attrito del terreno. • Fonte: Il Sapere.it VITA Nasce a Angoulème il 14 giugno 1736, fu Ufficiale del genio militare francese,ingegnere e fisico francese. Dal 1764 al 1772 fu di stanza in Martinica, dove diresse i lavori di costruzione di diversi forti militari; Questa esperienza fu fondamentale per alcuni dei suoi lavori in ambito meccanico. Nel 1774 iniziò a lavorare ad una memoria sugli aghi Magnetici, che gli varrà il primo premio nella competizione Dell'accademia di Parigi per il 1777. Dal 1781 al 1806 pubblicò 15 memorie Presso l'Académiedessciences e presso l'Institut de France. La torsione, l'elettricità ed il Magnetismo furono gli argomenti principali di queste memorie. Nel periodo del Terrore (1793-1794), abbandonò Parigi ritirandosi in una piccola tenuta che possedeva a Blois per continuare ad occuparsi della sua ricerca scientifica. Nel 1795 tornò a Parigi dove fu tra i primi membri eletti dell'Institut de France. Nel 1806 una malattia contratta in gioventù in Martinica si aggravò e lo portò alla morte. Studio sugli attriti 1 BIBLIOGRAFIA E METODOLOGIA • Nel 1773 scrisse un'importante memoria meccanica sull'influenza dell'attrito e della coesione in alcuni problemi di statica. • Nel 1774 iniziò a lavorare ad una memoria sugli aghi magnetici, che gli varrà il primo premio nella competizione dell'Accademia di Parigi per l’anno 1777. • Nel 1776 pubblicò degli studi sulla stabilità delle volte . • Nel 1778 pubblicò una memoria in cui affrontò il problema del rendimento del lavoro umano . • Dal 1779 si dedica a esperimenti e ricerche sull'attrito con tali risultati da ottenere nuovamente il primo premio all'Accademia di Parigi nel 1781 con una memoria ( Théorie des machines simples ) che gli diede fama e successo. • Nel 1781 pubblicò un saggio sui mulini a vento. • Nel 1784 pubblicò la memoria più importante sulla torsione, in cui presentò una bilancia basata sulla forza di torsione e sull'elasticità dei fili di metallo che permise la misurazione precisa di forze di piccolissima intensità. Questo strumento gli permise di affrontare in maniera nuova lo studio dell'elettricità e del magnetismo. • SITOGRAFIA • scienzapertutti.lnf.infn.it • museoelettrico.com CONCLUSIONI E’ grazie alle ricerche di Charles Augustin de Coulomb in abito di tensione elettrica che oggi possiamo utilizzare tutti gli apparecchi elettronici, dagli oggetti di uso più comune sino alle sofisticate apparecchiature che ci hanno consentito di viaggiare nello spazio. I suoi studi in ambito meccanico, in particolare lo studio sugli attriti, sono alla base di tutti gli odierni mezzi di trazione e locomozione, ed è grazie a lui che gli studi successivi sugli attriti consentono ad oggi, di ottimizzare la resa dei motori a combustione interna minimizzando i consumi e massimizzando la resa. Nonostante visse più di 200 anni fa, Charles Augustin de Coulomb è ancora al centro del nostro sviluppo scientifico. CURIOSITA’ • È commemorato sulla Torre Eiffel • Un cratere lunare è a lui dedicato • fonte wikipedia