LOIS DES ATTRACTIONS ET RÉPULSIONS

$ S. Loti des aliraclions ei dei répulsions magnétiques.

811. Les attractions et les répulsions magnétiques suivent exactement la raison inverse des carrés des distances. On doit à Coulomb la découverte de ce fuit important ^ c'est au moyen de la balaDce de torsion [124-] qull parvint à le mettre en évidence. Coulomb plaça à Textrémité du fil de suspension (fig. 404) un étrier dans lequel il introduisit d*abord une tige non magnétique, pour mettre la ligne de repos correspondante au zéro de la division du micromètre sur celui de la cage ; et pour placer cette ligne de re-posdans le méridien magnétique, il remplaça la tige non magnétique par une aiguille aimantée, et tout l'appareil fut tourné jusqu'à ce que la position d'équilibre de l'aiguille correspondit au zéro de la division*

Alors Coulomb commença par déterminer la force directrice de l'aiguille , c'est-à-dire la force qu'il fallait employer pour la maintenir à une certaine distance angulaire du méridien magnétique. Pour cela il tordit le fil de suspension, en faisant tourner l'aiguille du cadran ab : pour chaque distance angulaire la force directrice était évidemment représentée par le nombre de degrés parcourus par l'aiguille du micromètre, diminué de la déviation de l'aiguille. Coulomb reconnut alors, comme nous l'avons déjà dit, que la force directrice était proportionnelle au sinus de la déviation , ou à la dé\iation elle-même, quand elle est très-petite. Cette loi peut d'ailleurs se déduire du seul fait que l'action exercée par la terre sur les pôles d'une aiguille a une direction constante : car une aiguille magnétique qui oscille dans un plan quelconque est exactement dans le même cas qu'un pendule soumis à l'influence de la pesanteur.

Coulomb fixa ensuite dans la cage de la balance et dans une position verticale, un barreau aimanté, dont le pôle placé à la hauteur de l'aiguille était de même nom que le pôle voisin de cette dernière. L'aiguille horizontale fut repoussée, et, en tordant le fil de suspension par l'index du micromètre , il rapprocha les aimants à différentes distances. Pour chacune d'elles la force répulsive était égale à la torsion du fil augmentée de la force directrice : alors, en comparant ces forces aux distances, la loi énoncée fut mise en évidence. Nous rapporterons une des séries d'expériences faites par Coulomb.

L'aiguille mobile avait 15 pouces de long, 1 ligne et demie de

diamètre j la force directrice pour 1"* était de SS** de torsion, et les distances des deux aimants étaient de 24% 17« et 12*, pour les torsions micrométriques de 0% 3 circonférences et 8 circonférences. Les forces directrices étaient donc, dans ces trois expériences, de 24 X 35 = 8W, de 17 X 35 = 595, et de 12X 35 = 420; et les torsions étaient 24% 17+3X360 == 1097 et 12+360X8 = 2892 ; et , par conséquent , les forces qui faisaient équilibre aux répulsions étaient 24+ »«), 595 + 1097, et 420+2892, ou 8«, 1692, 2313 : or ces nombres sont sensiblement dans le rapport inverse des carrés des nombres 24, 17, 12, qui mesurent les distances des pôles des aimants : car, pour de petits angles^ on peut prendre les arcs pour les cordes.

812. Les lois des attractions et des répulsions magnétiques pourraient aussi être déterminées en faisant osciller une aiguille sous l'influence d'un aimant que l'on placerait successivement à diverses distances de l'aiguille ; mais il faudrait encore avoir égard à l'influence du magnétisme terrestre. Nous exposerons en détail cette méthode, en parlant de la mesure de la îoTce magnétique des aimants.

Dans toutes ces expériences, on doit toujours choisir des aimants très-longs, afin de pouvoir négliger l'action des pâles les plus éloignés, et on doit les prendre en acier fortement trempé, pour que l'action mutuelle des aimants ne puisse développer de nouveau magnétisme dans aucun d'eux.

S 3. DéUrmifMion de la force magnétique des aimants.

815. La méthode qui parait la plus simple et la plus directe pour comparer la force des aimants naturels et artificiels est de les mettre en contact avec une même pièce de fer, supportant une Goupe de balance que l'on charge successivement jusqu'à ce qu'elle se détache de l'aimant^ mais cette méthode ne peut donner qu'une approximation grossière. Elle fut cependant la seule usitée jusqu'en 1780, époque à laquelle Coulomb y substitua d'autres méthodes susceptibles d'une grande précision , mais qui ne sont applicables qu'à la détermination du magnétisme d'une même aiguille ou d'aiguilles égales.

814. Méthode des oscillations. Si on suspend une aiguille aimantée à un fil sans torsion, et qu'on écarte l'aiguille du méridien magnétique, nous avons vu qu'elle oscille autour de cette position ;