Coulomb, Charles-Augustin de-

fisico francese (Angoulême 1736-Parigi 1806). Ufficiale del genio militare, svolse un'intensa attività quale organizzatore dei lavori di fortificazione alla Martinica (1764-72), a Cherbourg (1776) e Rochefort (1779), compiendo al tempo stesso ricerche di fisica e meccanica applicata. Dopo le prime memorie dedicate alla scienza delle costruzioni, studiò l'attrito dei corpi ed espose una teoria delle macchine semplici in una memoria che venne premiata dall'Accademia delle Scienze, di cui divenne membro nel 1784. Fu anche uno dei primi membri dell'Istituto di Francia (1795) e ispettore dell'Istruzione Pubblica dal 1802. Decisivi per l'ulteriore sviluppo delle sue ricerche furono gli studi sulla torsione elastica dei fili, che lo portarono a ideare la bilancia di torsione (bilancia di Coulomb) per la misurazione diretta di forze anche debolissime. Avvalendosi di questo strumento, Coulomb realizzò le sue classiche esperienze sull'attrazione e repulsione elettrostatica, pubblicate in sette memorie tra il 1784 e il 1789, e diede la prima dimostrazione della legge poi nota con il suo nome; dimostrò inoltre che le cariche elettriche si distribuiscono unicamente sulla superficie di un conduttore. I risultati a cui pervenne ebbero importanza fondamentale per la trattazione su basi matematiche dell'elettrologia.

Legge di Coulomb

Legge fondamentale dell'elettrostatica che stabilisce che tra due cariche elettriche puntiformi q₁ e q₂ poste a una distanza r si esercita una forza F proporzionale al valore delle cariche stesse e inversamente proporzionale al quadrato delle distanze; tale legge è formalmente analoga alla , con la sostanziale differenza, però, che la forza, diretta sempre come la congiungente le cariche, può essere repulsiva o attrattiva secondo che le cariche abbiano lo stesso segno oppure segno opposto. Si ha quindi: F=± kq₁q₂/2, in cui il segno meno indica una forza r attrattiva e il segno più una forza repulsiva. La costante di proporzionalità k, detta costante di Coulomb, vale nel vuoto 9·10⁹N·m²·A^–2s². Se non si opera nel vuoto, k assume valori diversi in dipendenza delle caratteristiche del mezzo in cui le cariche sono immerse; il valore di k descrive importanti caratteristiche elettriche del mezzo, ma generalmente a questo scopo si usa la costante dielettrica ε definita come ε=1/4πk. Una legge dello stesso nome e della stessa forma vale in magnetostatica per masse magnetiche, puntiformi e isolate (legge magnetostatica di Coulomb).

Bilancia di Coulomb

La prima bilancia di torsione, realizzata da Coulomb e usata per la dimostrazione della legge di Coulomb in elettrostatica e in magnetostatica. È basata sulla legge di Coulomb sull'elasticità di torsione per cui l'angolo di torsione di un filo elastico è proporzionale al momento torcente e alla lunghezza del filo e inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio di quest'ultimo.Il dispositivo usato da Coulomb, in particolare, poteva venire riempito con liquidi diversi per verificare il diverso valore della costante di proporzionalità k.

Teorema di Coulomb

Teorema di elettrostatica che consente di valutare l'intensità E del campo elettrico in prossimità di una superficie ΔS, su cui sia distribuita una carica elettrica Δq, in un mezzo di costante dielettrica ε; è espresso dalla relazione: E=σ/ε dove ε è la costante dielettrica del mezzo e σ è la densità di carica Δq/ΔS. La direzione di E è normale alla superficie S.

Barriera di Coulomb

In fisica nucleare, barriera di potenziale dovuta alla carica positiva complessiva del nucleo atomico, che ostacola la penetrazione di particelle positive entro il medesimo.

Teoria di Coulomb (o teoria del prisma di massima spinta)

Considerato un terreno, limitato superiormente da una superficie orizzontale e contenuto da un muro verticale di sostegno, Coulomb ipotizza che la spinta esercitata dal terreno sul muro corrisponda a quella del masso di terra che, in assenza di sostegno, se ne distaccherebbe, secondo un piano di scorrimento passante per il piede del muro e formante con la verticale un angolo pari a quello di attrito del terreno.

Bibliografia

E. Bauer, L'électromagnétisme hier et aujourd'hui, Parigi, 1949; C. S. Gillmor, Charles Augustin de Coulomb: Physics and Engineering in Eighteenth Century France, Princeton (New Jersey), 1968; C. Stromberg, The Work of Coulomb and Some of His Successors, Filadelfia, 1979.