LOI DES DISTANCES. - BALANCE DE COULOMB

La seconde loi porte le nom de loi de Coulomb, parce que c'est ce physicien qui l'a établie expérimentalement en 1780.

Imaginons un fil métallique vertical soutenant une tige horizontale ; aux extrémités de celle-ci nous supposerons appliqué un couple dont les forces lui sont perpendiculaires et agissent dans un plan horizontal; sous l'effet de ce couple le fil subira une torsion d'un angle a; l'équilibre s'établira entre les réactions élastiques du fil tord a et le couple; on peut donc dire que l'effet de la torsion d'un fil élastique est de développer un couple équivalent à celui que nous avons imaginé, c'est-à-dire ayant un moment égal et de signe contraire, et on lui donne le nom de couple de torsion.

Coulomb montra que l'on pouvait employer avec précision, pour la mesure des forces très peu considérables, la torsion d'un fil métallique fin, parce que lé couple de torsion est proportionnel à l'angle de torsion tant que celui-ci ne dépasse pas une certaine valeur, en général de plusieurs centaines de degrés, au-dessus de laquelle le fil subit des modifications moléculaires permanentes.

Il construisit, pour appliquer ce principe à la mesure des forces électriques, l'appareil qu'il appela la balance électrique.

Nous reproduirons le texte exact de la description qu'il en donne :

« Sur un cylindre de verre ABGD (Jig*i) de 12 pouces (32cm, 48) de diamètre et de 12 pouces de hauteur, on place un plateau de verre de 1 3 pouces de diamètre qui recouvre en entier le vaisseau de verre ; ce plateau est percé de deux trous de 20 lignes (4cm,5i) à peu près de diamètre, l'un au milieu en/, sur lequel s'élève un tuyau de verre de 24 pouces de hauteur; ce tuyau est cimenté sur le trou f avec le ciment en usage dans les appareils électriques; à l'extrémité supé-

rietire *l«i tuyau j eu /<, esi place un mtci

k, I ,i partie siip

de Misj M- pince

i n\i> M. — l «>i^ DE COI LOTO

les li p eitc purr a0 8 est formée d'un cercla

champ CD 36o° et d'un tuyau de cuîvrc <I> qui entre dan-

B tottdé 1 l'intérieur «le l'extrémité supérieure du tuyau

•il At h Iil< /// de verre de la Jig* a, La pince #/ {Jig* %\ b^ ft* 1)

la forme de l'extrémité d'un porte-crayon solide qui

rerau moyen de l'anneau q\ c'est dans la pince de ce porte*

n qu'est saisie l'extrémité d'un fil d'argent très fin ; Paul

iïié du fil d'argeni est saisie {Jig* '■ c) en 1' pax la pince d'un

ode cuivre ou de fer donl le diamètre n'a guère que i Li{

i eldonl l'extrémité V esl IV ndue et forme une pince qui se serre

l<- moyen du coulant ♦. Ce petit cylindre est reoQéet percé en C

faire glîs a) l'aiguille a^r; il faut que le poids de ce

ylindre soit assez considérable pour tendre le (il sans le rompre.

aiguille que l'on voit {fig* a, à) en ag: suspendue horizontale-

â la moitié à peu près de In hauteur du grand vase qui la reu-

traie, est formée ou d'un fil de soie enduit de cire d'Espagne ou

ti ne paille également enduite de cire d'Espagne et terminée depuis //

iqu'en a sur j8 lignes ( î,:"\<H>) de longueur par un IN cylindrique

gomme laque; a l'extrémité ,i du celte aiguille est une petite balle de sureau de 3 à 3 lignes de diamètre: en g est an petit plan vertical te papier passé ;i la térébenthine, qui sert de conlre-poids à la taUeâelqui ralentit les oscillations.

>ts dit que le couvercle iC était percé d'un second trou rl1 ffl] c'est, dans ce second trou qu'on introduit nu petit cylrem4>l dont la partie inférieure (l*t est de gomme laque; en i

gaiement de sureau; autour du vase, à la hauteur de l'ai-

lll'b\ on décrit un cercle sQ divisé eu 36o*« Pour plus de simplicité,

! me sers d'une bande de papier divisée en 3tio°, que je colle autour

la hauteur de l'aiguille.

>ur commencera opérer avec cet instrument, je fais 1 peu près,

60 plaçant le couvercle, répondre le trou /// à la première division

ou au poini O du cercle sOQ Lracé sur le vase. Je place l'index io du

micromètre sur le point zéro ou la première division de ce micromètre;

rais ensuite tourner tout le micromètre dans le tube vertical fh

jttâqu i ce que, en regardant par le Mi vertical qui suspend t'aiguille

centre de la balle, L'aiguille ag se trouve répondre à la première

livision du cercle zOQ« J'introduis ensuite dans le trou /// l'autre

>alle l suspendue au fil m^t, de manière qu'elle louche la balle a et

n regardant par le centre du fil de suspension et la balle /, en

encontre la première division O du cercle sOQ. La balance

tû

actuellement an élftl de B< 1 Imites les opérations; nous allons

en donner pour exemple le moyen dont nous nous sommes servi pour déterminer la loi fondamentale, suivant laquelle les corps élecli eponssent.

» On charge la balle t par contact avec un conducteur éleci' les deux balles t via, qui M touchaient, se trouvent électrisées : elles se repoussent à une distance de M\'\ On tunl alors le fi 1 de suspen au moyen du bouton o du micromètre, de i a6* : tes deux balles se rap* prochent et s'arrêtent à i8*de distance l'une de V autre; enfin, avant tordu le fil de Sus pensum d«> '»h- \ les deux balles se SOnl rapproch

Il ne s'en est fallu que de un demi-degré que la distance fût devenue deux fuis plus petite que dans la seconde expérience.

\in-i. dans !<•> troîa essais, les distances sont respecLÎ veinent

= 8°3o' sensiblement.

Les torsions ont pour valeurs

Sô*, m(V' \î i44°, ij uant ilés qui sont équivalentes à

3ii X î1,

• Il résulte donc de ces trois essais que l'action répulsive, r/ttr /es deux battes électrisées tir la même nature d'élei îriciu cent l'une sur l'attire, suit ta raison inverse du carré des distances, a