ATTRACTIOHS ET RÉPULSIONS ÉLECTRIQUES

par une ouverture faite dans le couvercle de la cage une lige isolante en verre ou en gomme laque portant une balle ou un disque parfaitement semblable à la balle ou au disque qui sont à l'eitrémité de l’aiguille 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 l’aiguille, lorsque l’aiguille 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 do la pièce à laquelle elle est fixée par son extrémité supérieure, et qui sert en même temps à l’assujettir dans l’ouverture pratiquée au couvercle de la cage de verre.

2. DftermlBAtion de 1b loi 40e iiolTent» avec In ditliiBee» le* BitrBcIloB* et le* répal*lon* électrique*.

(>n commence, pour faire l'expérience, par enlever la ligf isolante, puis on donne à la balle qui la termine de l’électricité vitrée ou résineuse en la touchant avec un corps 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 l’aiguille décrit un arc de cercle plus ou nioin.'; grand, suivant l’énergie de la répulsion. Après quelques oscillations, elle se fixe dans une certaine position, à 56° par exemple du point de départ, c’est4-dire du 0° de la division. Si l'aiguille s’arrête à cotte 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 l’aiguille est suspendue et qui tend à la ramener à son point de départ. Puis(]ue l’aiguille 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 1a distance de 36°.

Cherchons maintenant quelle serait la force qui ferait équi-

58 ÉLECTBICITÉ STATIQUE,

libre, et par conséquent serait égale à celle avec laquelle elles se repousseraient si elles étaient à une plus petite distance, à 18% par exemple, au lieu de 36*, c'est-à-dire à une distance moitié moindre. Pour cela , tournons le couvercle métallique auifuel est fixée l’extrémité supérieure du fil qui porte l'aiguille, de manière à obliger cette aiguille de se rapprocher de son point de départ, d'obliger, par conséipient , la balle mobile de se rapprocher de la üxe. Nous verrons que, pour qu'il n’y ait plus qu’un arc de 18“ entre les deux balles, il faut tourner en haut le couvercle de 126°, ce qui fait que le fil a été tordu par en haut de 126°; mais puisque l'aiguille n’est pas au 0“ de sa division, mais qu’elle reste fixée à 18° au delà, il en résulte que le fil est tordu en bas de 18° et en haut de 126°, ce qui fait en tout une torsion de 144°. La force donc qui fait équilibre ou qui est ég.alc à celle avec laquelle 1rs deux balles se repoussent quand elles sont à 18° de distance, est la force avec laquelle un fil tordu de 144° tend à se détordre. On opérerait de même pour déterminer la force avec laquelle les deux balles se repoussent quand l’arc qui les sépare ne serait plus que de 9°. On trouverait qu’il faut tordre le fil par le haut de 567°, ce qui fait 576° de torsion en tout, en ajoutant les 9° dont il est tordu par le bas, puisque l’aiguille est maintenue à 9° au delà de son 0° de torsion. Ainsi la force avec laquelle les deux balles se repoussent quand elles ne sont plus qu’à 9° de distance l’une de l’autre, est représentée par une torsion de 576°.

L’expérience avait prouvé à Coulomb que les forces de torsion sont proportionnelles aux angles de torsion , en d’autres termes, que la force qu’il faut employer pour tordre un 61 d'un certain angle, ou celle avec laquelle il tend à se détordre, est proportionnelle à cet angle; c’est-à-dire que si l’angle devient double, triple, moitié, un quart, la force devient également double, triple, moitié, un quart de ce qu’elle était. Ainsi les forces qui font équilibre ou qui sont égales aux forces avec lesquelles les balles électrisées se repoussent aux distances 36°, 18", 9°, sont entre elles comme les angles de torsion 36°, 144°, 576°. Mais ces angles sont eux-mêmes entre eux comme 1 : 4 : 16; d’où l’on peut conclure que si les distances sont entre elles

ATTRACTIONt IT HÉPliUlONS ÉLECTRIQUES. 59

comme 1 : i/2 t i/4; les forme répulsives sont entre elles comme 1 : 4 : 16. Il est donc exact de dire que la force avec laquelle deux corps ilecfriscs se repoussent est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.

On prouve de la même manière que la force avec laquelle deux corps qui ont des électricités différentes s'attirent est inversèment proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Dans ee 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 avant de remettre en place la balle qui est destinée à rester toujours 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 immédiatemeul et aucun effet n'aurait plus lieu. Dans ce but on tourne le couvercle métalli((ue auquel est fixé le fil de torsion, et, de cette manière, on amène l’aiguille mobile à se tenir quand elle n’est sollicitée par aucune force , et que le fil est , par conséquent, sans torsion à 40" ou iiO* du 0“ de sa division. C’est 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 ilonc à une certaine distance l’une de l’autre, distance 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 augiiiemc ou on diminue la tension de manière à maintenir l’équilibre a d’autres distances. On a ainsi des distances variables entre les balles et des angles de torsion correspondants à ces distances, et c’esi des rapports qui régnent , d'une part entre ces distances, d’autre part entre ces angles, (ju’on tire, comme pour le cas de la répulsion , la loi que uous avons

D"ji‘ *■"/ G» H

<iO ÉLECTIUClrt STATIQUE,

éiiolicùe. Il faut seulement prendre garde qu’en faisant varier les torsions on n'amcne 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, l'électricité que possèdent les balles ris<jne de se dissiper plusou moins vite par l'efl'et de l'imparfait isolement des supports et de l’bumidilé de l'air. 11 faut, pour éviter cet inconvénient, dessécher, autant que possible, l'intérieur de la balance de torsion en y plaçant du chlorure de calcium ou d'autres corps qui absorbent l'bumidilé, faire les expériences aussi vite que possible, etebercher enfin à tenir compte de la déperdition de l'élcctricilé, en prenant la moyenne entre les résultats des mêmes expériences • faites à des époques un peu différentes

$ 3, InflacBce de la qaantitf abiiolBe d'électricité nr les attraction* et Ico répalaion*.

Après avoir trouvé les lois qui lient les attractions et les répulsions électriques avec la distance nintuelle des deux corps électrisés, il restait à déterminer la loi suivant laquelle la force attractive ou répulsive dépend des quantité's d'électricité accumulées sur chaque corps. l'our y parvenir. Coulomb est parti du principe évident par lui-même que si deux corps, par exemple deux sphères conductric(!S isolées, de même grandeur et parfaitement semblables eu 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 noie A.

’ Coulomli a eonllrnu' les lois qu’il avait trouvées par la balance de torsion (.ar une méthode toute diirérenlc, qui consiste é faire osciller devant un qlobe isolé et électrisé une aiguille boritonlale terminée par une petite boule chargée de la même électricité que le globe ou d'une électricité dlITércnte. On compte le nombre des os<'illations dans un temps donné à dilférenles distances, et on en déduit, |iar la forniule du pendule, l'iiinuence de la distance sur l'inlensité de la force.

Nous développerons plus en ilélail celle métbode à l'occasion des attractions et des répulsions magnétiques.

nir)iti.Tr. !^y GoOgIc