EXPERIMENTO DE COULOMB OMAR LOPEZ GALINDO JIMMY ALFONSO Prof. Jairo Mantilla Ch.

CHARLES AUGUSTIN COULOMB, Nació en 1736 en Angouleme Francia CHARLES AUGUSTIN COULOMB, Nació en 1736 en Angouleme Francia. Creció en una época de agitación política, cuando la mayor parte de Francia sentía la influencia de las teorías liberales de Voltaire. Se hizo ingeniero militar y paso varios años como oficial en Martinica. Su interés científico surgió de su trabajo, y después de volver a Francia en 1776 se estableció en París, donde dedicó todo su tiempo a la ciencia, los siguientes 13 años, hasta que estalló la revolución en 1789, fueron los más productivos de Coulomb. Atrajo por primera vez la atención cuando ganó un premio ofrecido por la academia de ciencias, para el mejor método de construir una brújula de navegación. Su memoria titulada "TEORIA DE LAS MAQUINAS SIMPLES" lo hizo miembro de la academia.

Fue en el curso de estas investigaciones que Coulomb inventó su balanza de torsión (1784). El reverendo Jhon Michael en Inglaterra también inventó una balanza de torsión usada posteriormente por Henry Cavendish para medir la densidad de la tierra, pero parece que a pesar de que el descubrimiento de Michael probablemente precedió al de Coulomb, se llegó a los dos independientemente. Aparte de su determinación de las leyes de las fuerzas eléctricas y magnéticas Coulomb realizó un buen número de contribuciones significativas a la a electricidad. Mostró como se distribuía la carga en la superficie de un conductor y lo reconoció como consecuencia de la repulsión mutua de cargas opuestas, de acuerdo con la ley de inverso del cuadrado. Sus logros hicieron avanzar la electrostática y con el finalizó el primer gran período en el desarrollo de la rama de la física

LEY FUNDAMENTAL DE LA ELECTRICIDAD "La fuerza repulsiva entre dos pequeñas esferas cagadas con el mismo tipo de electricidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los centros de las dos esferas"…. Experimento: se carga un pequeño conductor ( no es otra cosa que un alfiler de cabeza grande que se aísla insertándolo en el extremo de una varilla de cera española. Este alfiler se introduce a través de un hueco m y toca la bola t, que esta en contacto con la bola a; luego de retirar el alfiler, las dos bolas están cargadas de la misma naturaleza, y separadas una de la otra por una distancia que se puede medir alineando el hilo de suspensión y el centro de la bola a con la división correspondiente en la escala ZOQ. El indicador del micrómetro se gira ahora en el sentido pno , de tal forma que el hilo de suspensión IP se torsiona, y aparece una fuerza de torsión proporcional al Angulo, la cual tiende a acercar la bola a hacia la bola t. relacionando la fuerza de torsión con la densidad entre las dos bolas, se determina la Ley de Repulsión. Aquí intento solamente llevar a cabo algunos ensayos que pueden ser fácilmente reproducibles, y que harán evidente la ley de repulsión….

ENSYOS DE COULOMB PRIMER ENSAYO Habiendo cargado las dos bolas con la cabeza del alfiler, con el índice del micrométrico en 0 la bola a se separa de la bola t 36 grados.. En este primer ensayo encontramos que cuando el índice del micrómetro esta sobre el punto 0, las bolas están separadas 36 grados, lo cual entonces produce una fuerza torsional de 36º igual a 1/3400 de grano, SEGUNDO ENSAYO Torciendo el hilo de suspensión 126 º, por medio del botón 0 del micrométrico, las dos bolas se encuentran separadas y en reposo a 18 º una de la otras En este segundo ensayo la distancia entre las bolas es de 18 º, pero como el micrómetro ha sido girado 126º, se sigue a una distancia de 18º, la fuerza repulsiva es equivalente a 144º. Esto es, a la mitad de la primera separación la fuerza es cuatro veces mayor…

TERCER ENSAYO Después de torcer el hilo de suspensión 567º, las dos bolas se encuentran separadas 8º y medio. Cuando las bolas no están cargadas, ellas se tocan la una a la otra, y el centro de la bola a sostenida en su lugar por la aguja, no se desplaza mas de la mitad de los diámetros de las dos bolas del punto donde el troqué debido al hilo de suspensión es despréciale. Es signo de mencionarse aquí, que el hilo de plata que proporciona la suspensión, tiene 28 pulgadas de largo, y es tan delgado que un pie de él no esa más de 1/16 de grano (437,5 granos: 10 onza). Para calcular la fuerza que, actuando sobre el punto a distante 4 pulgada del alambre IP o sea del centro de suspensión; logre torcer el hilo 360º, han empleado las formulas explicadas en un articulo sobre las leyes de torsión de hilos metálicos, publicado en el volumen de la Academia de 1784, hallando que se necesita una fuerza de 1/340 de grado obrado sobre la palanca aP que tiene 4 pulgadas; como las fuerzas de torsión son proporcionales al ángulo de giro, la mínima fuerza repulsiva entre las dos bolas ocasionará una marcada separación entre ellas, como se prueba en el articulo anteriormente mencionados. En este ensayo, el hilo de suspensión se giro 567º, las dos bolas quedaron 8 1/2º aparte, la torsión total es entonces de 576º, cuatro veces la del segundo ensayo, y a la distancia entre las bolas le falta solo 1/2 º para haber disminuido a la mitad de la que tenia el segundo ensayo.

BALANZAS DE TORSION Coulomb empleó una balanza de torsión para estudiar las fuerzas electrostáticas. Para ello cargó una esfera fija con una carga q1 y otra esfera, situada en el extremo de una varilla colgada, con una carga q2. La fuerza ejercida por q1 sobre q2 tuerce la varilla y la fibra de la que cuelga. Girando el cabezal de suspensión en sentido contrario se mantienen las esferas a la distancia original. La fuerza se mide por el ángulo que hay que girar el cabezal. Coulomb halló que la fuerza ejercida por una carga sobre otra es directamente proporcional al producto de ambas cargas (q1q2). También observó que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r entre las esferas cargadas. Esta relación se conoce como ley de Coulomb.

BALANZA DE TORSION DE CAVENDISH