Lex Coulombiana

In articulo de onus electricum et genera electricae oneris Explicatur similes electricitates inter se repellere, dum dissimiles electricitates inter se attrahere. Aliis verbis, res positive oneratae res negative oneratas attrahunt, res positive oneratae res positive oneratas repellunt, et res negative oneratae res negative oneratas repellunt. Hoc phaenomenon ostendit existentiam vis electricae agentis in res positive oneratas et res negative oneratas. Qui factores magnitudinem vis electricae inter res electrice oneratas influunt?

Carolus Coulomb (1736–1806), physicus Francogallicus, seriem experimentorum decennio 1780 perfecit ad investigandos factores qui magnitudinem vis electricae inter res electrice onustas afficiunt. Apparatus a Coulomb adhibitus similis erat ei quem Cavendish ad investigandam constantem gravitatis, quae statera torsionis appellatur, adhibuit. Coulomb vim electricam investigavit, ergo duabus sphaeris metallicis electrice onustis usus est, dum Cavendish vim gravitatis investigavit, ergo duabus sphaeris massae non electrice onustis usus est.

Quomodo scala torques operatur  

 
Quomodo scala torques operatur ad rem pertinet. momentum torquens vel vis in capitulo dynamica rotationis.
Spatium in statera torsionis vacuum est ne onus electricum in globo solido in aerem transferatur. Determinatio quantitatis oneris electrici in globo solido hac methodo fit. Initio, globus solidus A per conductionem vel frictionem electrice oneratur. Globus solidus A, qui electrice oneratus est, globo solido B, qui adhuc neutrus est, connectitur utens conductore electrico donec onus electricum globi solidi A aequaliter dividatur cum globo solido B. Si quantitas oneris electrici globi solidi A est ½, tunc quantitas oneris electrici globi solidi B est ½. Deinde, globus solidus B et globus solidus C cum conductore electrico connectuntur donec onus electricum globi solidi B aequaliter dividatur cum globo solido C. Si quantitas oneris electrici globi solidi B est ¼, tunc quantitas oneris electrici globi solidi C est ¼. Quantitas oneris electrici et genus oneris electrici globi solidi 1 et globi solidi 2 hoc modo obtinentur.

Sphaera solida 1 et sphaera solida 2 electrice oneratae sunt, ita ut duae sphaerae solidae se repellunt si duae sphaerae eandem onerationem electricam habent, aut se attrahant si duae sphaerae onera electrica diversa habent. Vis attractiva vel repulsiva inter duas sphaeras solidas electrice oneratas sphaeram solidam 2 rotari facit. Angulus motus sphaerae solidae 2 metitur ad vim electricam agens in duas sphaeras solidas determinandam.

Factores qui vim electricam afficiunt

Experimentis cum statera torsionis gestis, Coulomb plura invenit.
– In hoc experimento, distantia inter duas pilas solidas semper eadem est. Cum quantitas oneris electrici in pila solida 1 est 1 et quantitas oneris electrici in pila solida 2 est 1, tum vis electrica agens in ambas pilas solidas est 1. Cum quantitas oneris electrici in pila solida 1 est 2 et quantitas oneris electrici in pila solida 2 est 2, tum vis electrica agens in ambas pilas solidas est 4. Coulomb conclusit magnitudinem vis electricae agentis in ambas pilas solidas proportionalem esse producto quantitatis oneris in ambas pilas solidas (F ≈ q₁ q₂).
– In hoc experimento, quantitas electricitatis in ambabus globis solidis semper eadem est. Si distantia inter duas globos solidos est 1, tum vis electrica agens in ambas globos solidos est 1. Si distantia inter duas globos solidos est 2, tum vis electrica agens in ambas globos solidos est ¼. Coulomb conclusit magnitudinem vis electricae agentis in ambas globos solidos inverse proportionalem esse quadrato distantiae (F ≈ 1 / r).²)

Lex Coulombiana

Lex Coulombiana est lex physica quae relationem inter vim electricam, onus electricum, et distantiam inter onus explicat. Haec lex formulata est secundum experimenta Coulombiana, ut in articulo priori explicatum est.

Lex Coulombiana affirmat magnitudinem vis a particula electrice onerata in aliam particulam electrice oneratam exercitam directe proportionalem esse producto summae oneris duarum particularum et inverse proportionalem quadrato distantiae inter duas particulas electrice oneratas. Haec vis agit secundum lineam rectam duas particulas connectentem. Vis electrica est repulsiva si onus electricum duarum particularum eaedem sunt et vis electrica est attractiva si onus electricum duarum particularum non eaedem sunt.

Lex Coulombiana in aequatione mathematica exprimi potest:
Descriptio formulae:
F₁₂ = vis electrica inter particulam 1 et particulam 2
q₁ = numerus particularum onerarum 1
q₂ = numerus electricorum sarcinarum particulae 2
r₁₂ = distantia inter particulam 1 et particulam 2
(lege: epsilon zero) = 8,854 × 10^-12 C²/Nm²
k = (constans Coulombiana) = 9 × 10⁹ Nm²/C²
F₂₁ est vis a carica q exercita₂ ad imputationem q₁, dum F₁₂ est vis a carica q exercita₁ ad imputationem q₂. F₂₁ et F.₁₂ se repellunt cum carica q est₁ et q₂ similia et se invicem attrahunt cum carica est q₁ et q₂ non eiusdem generis.
F₂₁ et F.₁₂ Eundem valorem, directionem oppositam habent et in diversa obiecta agunt, ergo hae duae vires par virium actionis-reactionis sunt.