Charles-Augustin de Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb (francés: [kulɔ̃]; 14 de junio de 1736 - 23 de agosto de 1806) fue un oficial, ingeniero y físico francés. Es mejor conocido como el descubridor del mismo nombre de lo que ahora se llama la ley de Coulomb, la descripción de la fuerza electrostática de atracción y repulsión. También hizo un trabajo importante sobre la fricción.

La unidad SI de carga eléctrica, el culombio, fue nombrada en su honor en 1880.

Vida

Charles-Augustin de Coulomb nació en Angoulême, condado de Angoumois, Francia, hijo de Henry Coulomb, un inspector de la propiedad real originario de Montpellier, y Catherine Bajet. Fue bautizado en la iglesia parroquial de St. André. La familia se mudó a París temprano en su infancia y estudió en el Collège Mazarin. Sus estudios incluyeron filosofía, lengua y literatura. También recibió una buena educación en matemáticas, astronomía, química y botánica. Cuando su padre sufrió un revés financiero, se vio obligado a abandonar París y se fue a Montpellier. Coulomb presentó su primera publicación a la Sociedad de Ciencias de Montpellier durante este tiempo. Regresó a París y aprobó los exámenes de la École royale du génie de Mézières en 1760.

Se graduó en 1761 y se unió al ejército francés como ingeniero con el grado de teniente. Durante los siguientes veinte años, fue destinado a una variedad de lugares donde estuvo involucrado en ingeniería: estructural, fortificaciones, mecánica de suelos, así como otros campos de la ingeniería. Su primer destino fue en Brest pero en febrero de 1764 fue enviado a Martinica, en las Indias Occidentales, donde se encargó de construir el nuevo Fuerte Bourbon y esta tarea lo ocupó hasta junio de 1772. Su salud sufrió reveses durante los tres años pasó en Martinica que lo afectaría por el resto de su vida.

A su regreso a Francia, Coulomb fue enviado a Bouchain. Comenzó a escribir importantes obras sobre mecánica aplicada y presentó su primera obra a la Académie des Sciences de París en 1773. En 1779 Coulomb fue enviado a Rochefort para colaborar con el marqués de Montalembert en la construcción de un fuerte íntegramente de madera cerca de Île- d'Aix. Durante su período en Rochefort, Coulomb prosiguió sus investigaciones sobre mecánica, en particular utilizando los astilleros de Rochefort como laboratorios para sus experimentos. También en 1779 publicó una importante investigación sobre las leyes de la fricción (Théorie des machines simples, en ayant au frottement de leurs parties et à la roideur des cordages), al que siguió veinte años después una memoria sobre la resistencia a los fluidos.

A su regreso a Francia, con el grado de capitán, fue empleado en La Rochelle, la isla de Aix y Cherburgo. Primero descubrió una relación inversa de la fuerza entre las cargas eléctricas y el cuadrado de su distancia y luego la misma relación entre los polos magnéticos. Más tarde, estas relaciones recibieron su nombre de ley de Coulomb.

En 1781, estuvo destinado en París. En 1787 con Tenon visitó el Royal Naval Hospital, Stonehouse y quedaron impresionados por el revolucionario "pabellón" diseño y lo recomendó al gobierno francés. Al estallar la Revolución en 1789, renunció a su nombramiento como intendente de aguas y fuentes y se retiró a una pequeña propiedad que poseía en Blois.

Fue llamado a París por un tiempo para participar en la nueva determinación de pesos y medidas, que había sido decretada por el gobierno revolucionario. Se convirtió en uno de los primeros miembros del Instituto Nacional Francés y fue nombrado inspector de instrucción pública en 1802. Su salud ya era muy delicada y cuatro años después fallecía en París.

Coulomb deja un legado como pionero en el campo de la ingeniería geotécnica por su contribución al diseño de muros de contención. Su nombre es uno de los 72 nombres inscritos en la Torre Eiffel.

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  1821 copia de "Théorie des machine simples"

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  Título página de una copia de 1821 "Théorie des machine simples"

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  Primera página de una copia de 1821 "Théorie des machine simples"

Investigación

En 1784, apareció su libro de memorias Recherches théoriques et expérimentales sur la force de torsion et sur l'élasticité des fils de metal (Investigación teórica y experimentación sobre la torsión y la elasticidad del alambre metálico).. Esta memoria contenía los resultados de los experimentos de Coulomb sobre la fuerza de torsión de los alambres metálicos, específicamente dentro de una balanza de torsión. Su resultado general es:

el momento del par es, para alambres del mismo metal, proporcional al ángulo torsional, el cuarto poder del diámetro y el inverso de la longitud del alambre.

Equilibrio de torsión de Coulomb

En 1785, Coulomb presentó sus primeros tres informes sobre electricidad y magnetismo:

• "Premier Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme". En esta publicación, Coulomb describe "Cómo construir y utilizar un equilibrio eléctrico (equilibrio de torsión) basado en la propiedad de los alambres metálicos de tener una fuerza de torsión de reacción proporcional al ángulo de torsión". Coulomb también determinó experimentalmente la ley que explica cómo "dos cuerpos electrificados del mismo tipo de Electricidad ejercen uno sobre otro". En la página 574 declara:

Il résulte donc de ces trois essais, que l'action répulsive que les deux balles électrifées de la même nature d'électricité exercent l'une sur l'autre, suit la raison inverse du carré des distances.Traducción: Por lo tanto, a partir de estas tres pruebas, la fuerza repulsiva que las dos bolas - [que fueron] electrificadas con el mismo tipo de electricidad- ejercen sobre el otro, sigue la proporción inversa de la plaza de la distancia.

• "Second Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme". En esta publicación, Coulomb lleva a cabo la "determinación según la cual leyes tanto la Magnética como los fluidos Eléctricos actúan, ya sea por repulsión o por atracción". En la página 579, afirma que la fuerza atractiva entre dos esferas cargadas opuestamente es proporcional al producto de las cantidades de carga en las esferas y es inversamente proporcional a la plaza de la distancia entre las esferas.
• "Troisième Mémoire sur l’Électricité et le Magnétisme". "En la cantidad de Electricidad que un cuerpo aislado pierde en un determinado período de tiempo, ya sea por contacto con aire menos húmedo o en los soportes más o menos idio-electric."

Cuatro informes posteriores se publicaron en los años siguientes:

• "Quatrième Mémoire" "Donde se demuestran dos propiedades principales del fluido eléctrico: primero, que este fluido no se expande en ningún objeto según una afinidad química o por una atracción electivo, sino que se divide entre diferentes objetos que se ponen en contacto; segundo, que en la realización de objetos, el fluido, habiendo alcanzado un estado de estabilidad, se expande en la superficie del cuerpo y no penetra en el interior." (1786)
• "Cinquième Mémoire" "Sobre la forma en que el fluido eléctrico se divide entre los objetos conductores introducidos en contacto y la distribución de este líquido en las diferentes partes de la superficie de este objeto." (1787)
• "Sixième Mémoire" "Continuación de la investigación sobre la distribución del fluido eléctrico entre varios conductores. Determinación de la densidad eléctrica en diferentes puntos sobre la superficie de estos cuerpos." (1788)
• "Septième Mémoire" "Sobre el magnetismo" (1789)

Coulomb explicó las leyes de atracción y repulsión entre las cargas eléctricas y los polos magnéticos, aunque no encontró ninguna relación entre ambos fenómenos. Pensó que la atracción y la repulsión se debían a diferentes tipos de fluidos.

Coulomb también hizo una contribución significativa al campo de la tribología. Completó el estudio más completo sobre la fricción realizado en el siglo XVIII y fue nombrado uno de los 23 "Hombres de la tribología" por Duncan Dowson.

Mémoires, 1884