ATTRACTIONS ET RÉPULSIONS ÉLECTRIQUES

par une ouyerture faite dans le couyercle de la cage une tige isolante en verre ou en gomme laque portant une balle ou un disque parfaitement semblable à la balle ou au disque qui sont à Textrémité de Taiguille mobile ; on combine le lieu de l'ouverture de la cage et la longueur de la tige, de façon que la balle ou le disque qui sont à son extrémité soient en contact avec la balle ou le disque de raiguiUe» lorsque Taiguille ellemême est dans la direction qui correspond au 0^ de la division.

La tige isolante peut être enlevée et remise facilement en place au moyen de la pièce à laquelle elle est fixée par son extrémité supérieure, et qui sert en même temps à l'assujettir dans Touverture pratiquée au couvercle de la cage de verre.

S 8. DétermiBmtioii de 1a loi 400 salTeiity avec lu dUtonee» les mUimeiloBa et les répalsloas électrl^oes.

On commence, pour faire Texpérience, par enlever la lige isolante , puis on donne à la balle qui la termine de rélectricité vitrée ou résineuse en la touchant avec un coi'ps éleclrisé. On la remet immédiatement en place; elle partage aussitôt son électricité avec la balle de l'aiguille mobile. Celle-ci est alors repoussée, et Taiguille décrit un arc de cercle plus ou moins grand, suivant Tcnergie de la répulsion. Après quelques oscillations, elle se fixe dans une certaine position, à 36*" par exemple du point de départ, c'est-à-dire du 0° de la division. Si Taiguillo s'arrête à cette distance et ne décrit pas un arc plus grand , c'est que , à 36'' de distance , il y a équilibre entre les deux forces, la force répulsive qui existe entre la balle électrisée fixe et la balle électrisée mobile, et la force de torsion du fil métallique auquel Taiguille est suspendue et qui tend à la ramener à son point de départ. Puisque Taiguille prend une position fixe après avoir décrit un arc de 36% cela prouve que la force avec laquelle le fil tordu d'un angle de 36** tend à se détordre est précisément égale à celle avec laquelle les deux balles se repoussent à la distance de Sô**.

Cherchons maintenant quelle serait la force qui ferait équi-

58 ÉtKCTHlClTÉ STATlOllf*

libre, et par cooséqueiît serait égale à celle avec laquelle t\lm se repousseraient si elles étaient à une plus petite distaoce, à 18^ par exemple, au lieu de36'*, {?*eât-à-dire à une distance moitié moindre. Pour cela, tournons le couvercle mélalliqup aurpael est fixée Textrémilé supérieure du fil qui porte Taiguille, de manière à obliger cette aiguille de se rapprocher de son poiûL de départ, d^obliger, par conséquent , la balle mobile de se rapprocher de la fixe. Nous verrons fjue, pour qu'il n'y ail plus qu'un arc de 18* entre les rleux balles, il faut louroer en haut le couvercle de IÎ6", ce qui fait que le fil a été tordu par en haut de 126*; mais puisque Taiguille n*est pas au U" de sa division, mais qu'elle reste fixée à 18* au delà, il en résulte que le fil est tordu en bas de IS** ^t en haut de 126', ce qui fait m tout une torsion de 14-ï\ La force donc qui fait équilibre, eu qui est égale à celle avec laquelle li s deux balles se repousseui quand elles sont à 18* de dislance, est la force avec laquelle m fil tordu de 144'' tend à se détordre- On opérerait de même pou rdélcrmincr la force avec laquelle les doux balles se repoussent quand Tare qui les sépare ne serait plus que de 0". On ir verait cjuMl faut tordre le fil par le haut de 567*, ce qui 576* de torsion en tout, en ajoutaul les 9" dont il est tordu le bas, puisque TaiguîHe est mainlemie h 0° au delà de soni de torsion. Ainsi la force avec laquelle lesdeiu hallesse repoï sent quand elle^ ne sont plus qu'à 9° de distance Tune Tautre, est représ^f^nlée par une torsion de 576\

L'expérience avait prouvé à Coulomb que les forces de sion sont proportionnelles aux angles d*' torsion , en d*auti termes, que la forée cpill faut employer pour tordre nu fil d't certain angle, ou celle avec laquelle il tend à se délordre, i proportionnelle h cet angle; c'est-à-dire que si Tangliî dt*vi^ double, triple, moitié, un quart, la force devient égaler double, triple, moitié, un fiuart de ce qu'elle était* Aini^i forces qui font équilibre ou qui sont égales aux forces avi^c 1| quellesles balles électrisées se repoussent aux distanr^ - '■ 9**, sont entre elles comme les angles de torsion 36**, t , ; Mab^ ces angles sont eux-mêmes entre em comme l : 4 : H d*DÙ Ton peut conclure que ei les distances sont entfe

ATTRAGTIOlfS ET RÉPULSIONS ÉLECTRIQUES. 59

«omfiie 1 : 1/8 : 1/4; les forces répulsives sont entre elles eonnne I : 4 : 16. Il est donc exact de dire que la force avec hjneUe deux corps ilectrisés tte repoxissent est inversement pro^ fortioffmette au carré de la distance qui les sépare.

On prouve de la même manière que la force avec laquelle kuT corps qui ont des électricités différentes s'attirent est inverèmeni proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Dans ce cas , il faut, après avoir donné à la balle de l'aiguille mobile au moyen de l'autre balle une certaine électricité, enlever cette dernière, et lui donner l'électricité contraire. Mais ivant de remettre en place la balle qui est destinée à rester tonjours fixe au 0* de la division, il est nécessaire de donner à l'aiguille mobile une autre position qui empêche que le contact n'ait lieu immédiatement entre la balle qui la termine et la balle fixe qui a une électricité contraire; car, sans cela, ces deux balles se touchant, les deux électricités se neutraliseraient immédiatement et aucun effet n'aurait plus lieu. Dans ce but on tourne le couvercle métallique auquel est fixé le fil de torsion, eif de cette manière, on amène Taiguillc mobile à se tenir ({uand elle n'est sollicitée par aucune force, et que le fil est, par conséquent, sans torsion à 40» ou 50® du 0* de sa division. (Test alors qu'on introduit la balle qui doit rester fixe au 0"* et qui est chargée d'une électricité contraire à celle qui a été donnée déjà à la balle mobile avant qu'on lui fît changer de place. Il y a aussitôt attraction entre ces deux balles, mais elles sont empêchées de venir en contact par l'effet de la torsion du fil qui résulte du déplacement de la balle mobile. Elles se maintiennent donc à une certaine distance l'une de l'autre, dislance à laquelle il y a équilibre entre la force de torsion qui tend à les séparer et l'attraction qui règne entre elles et qui tend à les rapprocher.

On augmente ou on diminue la tension de manière à maintenir l'équilibre à d'autres dislances. On a ainsi des distances i?ariables entre les balles et des angles de torsion correspondants à ces dislances , et c'esi des rapports qui rognent , d'une part entre ces distances, d'autre part entre ces angles, qu'on tire, comme pour le cas de la répulsion , la loi que nous avons

énoncée. 11 faut seulement prendre garde qu'en faisant varier les torsions on n'amène pas les deux balles à une distance l'une de l'autre assez faible pour que l'attraction l'emportant sur la force de torsion, elles viennent subitement en contact , auquel cas les deux extrémités s'étant neutralisées, tout serait à recommencer*. Dans toutes les expériences qui précèdent, réiectricité que possèdent les balles risque de se dissiper plus ou moins vite par l 'effet de l'imparfait isolement des supports et de Thumidité de l'air. Il faut, pour éviter cet inconvénient, dessécheri autant que possible, l'intérieur de la balance de torsion en y plaçant du chlorure de calcium ou d'autres corps qui absorbent l'humidité, faire les expériences aussi vite que possible, et chercher enfin à tenir compte de la déperdition de l'électricité, en prenant la moyenne entre les résultats des mêmes expériences faites à des époques un peu différentes ^.

S 3. Inflaence 4e Im «oantlté mbsolae d*électrlclié mmr les mttractlons et les répoleione*

Après avoir trouvé les lois qui lient les attractions et les répulsions électriques avec la distance mutuelle des deux corps élcctrisés, il restait à déterminer la loi suivant laquelle la force attractive ou répulsive dépend des quantités d'électricité accumulées sur chaque corps. Pour y parvenir, Coulomb est parti du principe évident par lui-même que si deux corps, par exemple deux sphères conductrices isolées , de même grandeur et parfaitement semblables en tout point, sont mises en contact, elles se partagent également les électricités qu'elles possèdent. De telle sorte que si l'une des sphères isolées est électrisée et

' Voir pour les calculs la note A.

' Coulomb a confirmé les luis qu'il avait trouvées par la balance de torsion par une méthode toute dilTércnte, qui consiste ù faire osciller de\ant un globe Isolé et élcctrisé une aiguille horizontale terminée par une petite boule chargée de la mémo électricité que le clobe on d'une électricité diirércnte. On compte le nombre des oscillations dans un temps donné ù difTércntes distances, et on en déduit, par la formule du pendule, l'influence de la distance sur l'intensité de la force.

Nous développerons plus en détail cette méthode à l'occasioD des attracUoni et des répulsions magnétiques.