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Charles-Augustin de Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb (Angoulême, Francia, 1736 - París, 1806). Físico e ingeniero militar francés.
Destacó en el campo de la Física por haber descrito por primera vez de manera matemática y correcta la ley de atracción o repulsión entre cargas eléctricas. Dicha ley lleva hoy en día su nombre (Ley de Coulomb). En honor de él la unidad de carga eléctricaen el SI lleva el nombre de culombio.
 

Ley de Coulomb

Se denomina interacción electrostática a la fuerza de atracción o repulsión que se observa entre objetos con carga eléctrica, debida a la sola existencia de estas cargas, dando origen al campo electrostático. Las características cuantitativas de este fenómeno fueron estudiadas por Coulomb y Cavendish, dando origen a lo que se conocecomo Ley de Coulomb.
La ley de Coulomb lleva su nombre en honor a Charles-Augustin de Coulomb, uno de sus descubridores y el primero en publicarlo.
No obstante, Henry Cavendish obtuvo la expresión correcta de la ley, con mayor precisión que Coulomb, si bien esto no se supo hasta después de su muerte.

Descubrimiento del fenómeno

Coulomb estudió en detalle todo, las fuerzas de interacción delas partículas con carga eléctrica, haciendo uso de una balanza de torsión, análoga a la que utilizara Cavendish 13 años después para demostrar la interacción gravitatoria, haciendo referencia a cargas puntuales (aquellas cargas cuya magnitud es muy pequeña respecto a la distancia que los separa).
Este notorio físico francés efectuó mediciones muy cuidadosas de las fuerzas existentes entre cargaspuntuales utilizando una balanza de torsión similar a la usada por Cavendish para evaluar la ley de la gravitación universal.
La balanza de torsión consiste en una barra que cuelga de una fibra. Esta fibra es capaz de torcerse, y si la barra gira la fibra tiende a regresarla a su posición original. Si se conoce la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se logra un método sensiblepara medir fuerzas.
En la barra de la balanza, Coulomb, colocó una pequeña esfera cargada y, a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esferita con carga de igual magnitud. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.
Dichas mediciones permitieron determinar que:
1) La fuerza de interacción entre dos cargas q1 y q2 duplica su magnitud si alguna de lascargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
[pic][pic][pic]    y     [pic][pic][pic]
en consecuencia:
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2) Si la distancia entre las cargas es r, al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un factor de4; al tripicarla, disminuye en un factor de 9 y al cuadriplicar r, la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16. En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:
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[pic]
Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia
Asociando las relaciones obtenidas en 1) y 2):
[pic][pic][pic]Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:
[pic]
La creencia en la ley de Coulomb, no descansa cuantitativamente en los experimentos del mismo. Las medidas con la balanza de torsión son difíciles de hacer con una precisión de más de unos cuantos centésimos. Esas medidas no son lo suficientemente precisas como paradeterminar que el exponente de la ecuación de Coulomb es 2 y no fuera, por ejemplo, 2.01. El hecho es que la ley de Coulomb puede deducirse mediante experimentos indirectos que ponen de manifiesto que el exponente en cuestión debe estar comprendido entre 2.000000002 y 1.999999998. No es raro, entonces, que se considere que el exponente sea exactamente 2.

Enunciado de la ley

El enunciado que...