Article sur la loi de Coulomb
L'article sur la charge électrique et ses différents types explique que les charges de même signe se repoussent, tandis que les charges de signes opposés s'attirent. Autrement dit, les objets chargés positivement attirent les objets chargés négativement, se repoussent entre eux, et ainsi de suite. Ce phénomène illustre l'existence des forces électriques agissant sur les objets chargés positivement et négativement. Quels facteurs influencent la force électrique entre des objets chargés électriquement ?
Le physicien français Charles Coulomb (1736-1806) mena une série d'expériences dans les années 1780 afin d'étudier les facteurs influençant l'intensité de la force électrique entre des objets chargés électriquement. L'appareil utilisé par Coulomb ressemble à celui employé par Cavendish pour étudier la constante gravitationnelle : la balance de torsion. Coulomb étudiait la force électrique et utilisa donc deux billes métalliques chargées électriquement, tandis que Cavendish, étudiant la force de gravité, utilisa deux billes de masse quelconque non chargées électriquement.
Facteurs influençant la force électrique
À partir d'expériences réalisées à l'aide d'une balance de torsion, Coulomb a fait plusieurs découvertes.
Dans cette expérience, la distance entre les deux billes solides est toujours constante. Lorsque la charge électrique de la bille solide 1 est égale à 1 et celle de la bille solide 2 à 1, la force électrique qui s'exerce sur les deux billes est égale à 1.
le produit de la magnitude de la charge sur l'une, Q 1 , par la magnitude de la charge sur l'autre, Q 2 (F ≈ q 1 q 2 ).
Dans cette expérience, le nombre de charges sur les deux billes est toujours identique. Si la distance entre les deux billes est de 1, la force électrique qui s'exerce sur chacune d'elles est égale à 1. Si cette distance est de 2, la force électrique qui s'exerce sur chacune d'elles est égale à ¼. Coulomb en a conclu que l'intensité de la force électrique agissant sur les deux billes est inversement proportionnelle au carré de la distance (F ≈ 1/r² ).
La loi de coulomb
La loi de Coulomb est une loi physique qui explique la relation entre la force électrique, la charge électrique et la distance entre les charges électriques. Cette loi a été formulée à partir des expériences menées par Coulomb , décrites dans l'article précédent.
La loi de Coulomb stipule que l'intensité de la force exercée par une particule chargée électriquement sur une autre particule chargée électriquement est directement proportionnelle.
La force d'attraction est le produit des charges des deux particules et est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Cette force s'exerce le long d'une ligne droite reliant les deux particules. Les particules de même charge se repoussent, tandis que celles de charges opposées s'attirent.
La loi de Coulomb peut être exprimée par des équations mathématiques :
F 12 = force électrique entre la particule 1 et la particule 2
q 1 = quantité de charges électriques de la particule 1
q 2 = quantité de charges électriques de la particule 2
r 12 = distance entre la particule 1 et la particule 2
F 21 est la force exercée par la charge de q 2 sur la charge de q 1 , tandis que F 12 est la force exercée par la charge de q 1 sur la charge de q 2 . F 21 et F 12 se repoussent lorsque les types de charges de q 1 et q 2 ne sont pas les mêmes, et s'attirent lorsque les types de charges de q 1 et q 2 ne sont pas les mêmes.
F 21 et F 12 ont la même magnitude, des directions opposées et travaillent sur des objets différents, donc ces deux forces sont une paire de forces d'action-réaction.
