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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Pingente Charles Augustin. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
O físico e engenheiro francês Charles Coulomb alcançou resultados científicos brilhantes. Os padrões de atrito externo, a lei da torção dos fios elásticos, a lei básica da eletrostática, a lei da interação dos pólos magnéticos - tudo isso entrou no fundo dourado da ciência. "Campo de Coulomb", "potencial de Coulomb" e, finalmente, o nome da unidade de carga elétrica "coulomb" está firmemente enraizado na terminologia física. Charles Augustin Coulomb nasceu em 14 de junho de 1736 em Angouleme, que fica no sudoeste da França. Seu pai, Henri Coulomb, que uma vez tentou fazer carreira militar, tornou-se um funcionário do governo quando seu filho nasceu. Angoulême não era a residência permanente da família Coulomb; algum tempo após o nascimento de Charles, ela se mudou para Paris. A mãe de Charles, Nee Catherine Baget, que veio de uma família nobre de Senac, queria que seu filho se tornasse médico. Com base nessa ideia, ela escolheu uma instituição de ensino que Charles Augustin frequentou inicialmente - o Colégio das Quatro Nações, também conhecido como Colégio Mazarin. O futuro destino de Coulomb foi determinado pelos eventos que ocorreram na vida de sua família. Henri Coulomb, que aparentemente não tinha habilidades sérias no campo financeiro, faliu, embarcando em especulações, pelo que foi forçado a deixar Paris para sua terra natal, em Montpellier, no sul da França. Muitos parentes influentes moravam lá, que podiam ajudar o financista malsucedido. Sua esposa não quis seguir o marido e permaneceu em Paris com Charles e suas irmãs mais novas. No entanto, o jovem Coulomb não viveu muito tempo com sua mãe. Seu interesse pela matemática cresceu tanto que ele anunciou sua decisão de se tornar um cientista. O conflito entre mãe e filho levou ao fato de Charles deixar a capital e se mudar para seu pai em Montpellier. O primo do pai de Louis, que ocupava uma posição de destaque em Montpellier, conhecia muitos dos membros da Royal Society of Science da cidade. Logo ele apresentou seu sobrinho Charles à sociedade. Em fevereiro de 1757, em uma reunião da Royal Scientific Society, um jovem amante da matemática leu seu primeiro trabalho científico, "Um esboço geométrico de curvas proporcionais médias". Como o trabalho ganhou a aprovação dos membros da sociedade, o pesquisador iniciante logo foi eleito adjunto na aula de matemática. Posteriormente, Coulomb participou ativamente do trabalho da sociedade e apresentou mais cinco memórias - duas em matemática e três em astronomia. Seu interesse pela astronomia foi despertado por observações que fez com outro membro da Sociedade Montpellier, de Ratt. Charles participou de observações de um cometa e de um eclipse lunar, cujos resultados ele apresentou na forma de memórias. Coulomb também se interessou pelas questões teóricas da astronomia: um de seus trabalhos foi dedicado à determinação da linha do meridiano. Em fevereiro de 1760, Charles ingressou na Escola Mézières de Engenheiros Militares. Felizmente para ele, um professor de matemática, Abbé Charles Bossu, que mais tarde se tornou um famoso cientista, trabalhava na escola. Tendo se tornado próximo de Bossu durante seus estudos em Mézières com base em seu interesse pela matemática, Coulomb manteve relações amistosas com ele por muitos anos. Outra importante fonte de conhecimento que mais tarde veio a calhar para Coulomb em seu trabalho científico foram as palestras sobre física experimental, que no verão de 1760 começaram a ser lidas na escola pelo famoso naturalista francês Abbé Nollet. Em novembro de 1761, Charles se formou na Escola e foi designado para um importante porto na costa oeste da França - Brest. Então ele veio para a Martinica. Durante os oito anos que passou lá, ele ficou gravemente doente várias vezes, mas a cada vez ele retornou às suas funções oficiais. Essas doenças não passaram despercebidas. Depois de retornar à França, Coulomb não conseguia mais se sentir completamente saudável. Apesar de todas essas dificuldades, Coulomb desempenhou muito bem suas funções. Seu sucesso na construção do forte em Mont Garnier foi marcado pela promoção: em março de 1770 ele recebeu o posto de capitão - naquela época poderia ser considerado uma promoção muito rápida. Logo, Coulomb ficou gravemente doente novamente e, finalmente, apresentou um relatório com o pedido de transferência para a França. Depois de retornar à sua terra natal, Coulomb foi designado para Bushen. Aqui ele completa um estudo iniciado durante seu serviço nas Índias Ocidentais. Embora Coulomb, com sua modéstia característica, se referisse aos "outros trabalhadores", de fato, muitas das ideias formuladas por ele em seus primeiros trabalhos científicos ainda são consideradas fundamentais pelos especialistas em resistência dos materiais. De acordo com a tradição da época, na primavera de 1773, Coulomb apresentou suas memórias à Academia de Ciências de Paris. Ele leu as memórias em duas reuniões da academia em março e abril de 1773. O trabalho foi recebido com aprovação. O acadêmico Bossu, em particular, escreveu: “Sob este modesto título, Monsieur Coulomb abraçou, por assim dizer, toda estática arquitetônica... assim como em sua aplicação. Portanto, acreditamos que este trabalho merece plenamente a aprovação da Academia e é digno de publicação na Coleção [de Obras] de Cientistas Estrangeiros." Em 1774, Coulomb foi transferido para o grande porto de Cherbourg. O pingente ficou feliz com essa nomeação - ele acreditava que era na cidade portuária que um engenheiro militar poderia encontrar o melhor uso para seus conhecimentos e habilidades. Em Cherbourg, onde Coulomb serviu até 1777, ele consertou várias fortificações. Este trabalho deixou bastante tempo livre e o jovem cientista continuou sua pesquisa científica. O principal tópico que Coulomb estava interessado na época era o desenvolvimento de um método ideal para a fabricação de agulhas magnéticas para medições precisas do campo magnético da Terra. Este tema foi dado em um concurso anunciado pela Academia de Ciências de Paris. Dois vencedores da competição em 1777 foram anunciados de uma só vez - o cientista sueco van Schwinden, que já havia apresentado o trabalho para a competição, e Coulomb. No entanto, para a história da ciência, não é o capítulo das memórias de Coulomb dedicado às agulhas magnéticas que é de maior interesse, mas o capítulo seguinte, onde são analisadas as propriedades mecânicas dos fios nos quais as flechas são penduradas. O cientista realizou uma série de experimentos e estabeleceu a ordem geral de dependência do momento da força de deformação de torção no ângulo de torção do fio e em seus parâmetros: comprimento e diâmetro. A baixa elasticidade dos fios de seda e do cabelo em relação à torção permitiu desprezar o momento de surgimento das forças elásticas e supor que a agulha magnética segue exatamente as variações de declinação. Esta circunstância serviu de impulso para Coulomb estudar a torção de fios metálicos cilíndricos. Os resultados de seus experimentos foram resumidos na obra "Estudos teóricos e experimentais da força de torção e elasticidade de fios metálicos", concluída em 1784. O quadro de deformações desenhado por Coulomb, é claro, difere em muitas de suas características do moderno. No entanto, a causa geral da ocorrência de deformações inelásticas - a complexa dependência das forças de interação intermolecular na distância entre as moléculas - foi corretamente indicada por Coulomb. A profundidade de suas idéias sobre a natureza das deformações foi notada por muitos cientistas do século XNUMX, incluindo conhecidos como T. Jung. Gradualmente, Coulomb tornou-se cada vez mais envolvido no trabalho científico, embora não se possa dizer que tenha sido indiferente às suas funções de engenheiro militar. Em 1777, Coulomb foi transferido novamente, agora para o leste da França na pequena cidade de Salin. No início de 1780 já estava em Lille. E em todos os lugares Coulomb encontra uma oportunidade para pesquisa científica. Coulomb não serviu muito tempo em Lille. Seu sonho se tornou realidade - na primeira quinzena de setembro de 1781, o ministro da Guerra anunciou a transferência de Coulomb para Paris, onde ele deveria lidar com questões de engenharia relacionadas à infame fortaleza prisão da Bastilha. Em 30 de setembro, ele foi premiado com a Cruz de St. Louis. Suas esperanças associadas à Academia de Ciências de Paris também foram justificadas. Em 12 de dezembro de 1781, foi eleito para a academia na classe de mecânica. A mudança para a capital significou não apenas uma mudança no local de serviço e no leque de funções. Este evento levou a uma mudança qualitativa no assunto da pesquisa científica de Coulomb. Coulomb conduziu uma série de experimentos nos quais estudou as características mais importantes do fenômeno do atrito. Em primeiro lugar, ele estudou a dependência da força de atrito estático na duração do contato entre os corpos. Ele descobriu que em corpos de mesmo nome, por exemplo, "árvore - árvore", a duração do contato tem pouco efeito. Quando corpos opostos entram em contato, o coeficiente de atrito estático aumenta ao longo de vários dias. Coulomb também observou o chamado fenômeno de estagnação: a força necessária para transferir corpos em contato de um estado de repouso para um estado de movimento relativo é muito maior do que a força de atrito deslizante. Com seus experimentos, Coulomb lançou as bases para estudar a dependência da força de atrito deslizante na velocidade relativa dos corpos em contato. O significado especial do trabalho de Coulomb para a prática reside no fato de que, ao realizar experimentos, ele usou grandes cargas próximas às encontradas na vida real: sua massa atingiu 1000 kg! Essa característica da pesquisa de Coulomb levou a uma longa vida de seus resultados - os dados de medição contidos no livro de memórias "Teoria das Máquinas Simples" foram usados por engenheiros por quase um século. No campo da teoria, o mérito de Coulomb está na criação de um quadro mecânico bastante completo do atrito. Ele voltou a pesquisar sobre este tema dez anos depois. Em 1790, ele apresentou à academia um livro de memórias "On Friction at the Point of Support". Nele, o cientista estudou o atrito que ocorre durante o giro e o balanço. E em 1784, Coulomb abordou a questão do atrito interno em um líquido. O cientista conseguiu dar sua solução mais completa muitos anos depois, no trabalho de 1800, que foi chamado de "Experiências sobre a determinação da coesão de líquidos e a lei de sua resistência em movimentos muito lentos". Especialmente cuidadosamente Coulomb explora a dependência da força de resistência na velocidade do corpo. Em seus experimentos, a velocidade do corpo varia de frações de milímetro a vários centímetros por segundo. Como resultado, o cientista chega à conclusão de que em velocidades muito baixas a força de arrasto é proporcional à velocidade, em altas velocidades torna-se proporcional ao quadrado da velocidade. O estudo da torção de finos fios metálicos, realizado por Coulomb para o concurso de 1777, teve uma importante consequência prática - a criação de um balanço de torção. Este instrumento podia ser usado para medir pequenas forças de várias naturezas e proporcionava uma sensibilidade sem precedentes no século XVIII. Tendo desenvolvido o dispositivo físico mais preciso, Coulomb começou a procurar um aplicativo digno para ele. O cientista começa a trabalhar nos problemas de eletricidade e magnetismo. Suas sete memórias representam a implementação de um programa de pesquisa raro no século XVIII em amplitude. O resultado mais importante obtido por Coulomb no campo da eletricidade foi o estabelecimento da lei básica da eletrostática - a lei da interação de cargas puntiformes imóveis. A comprovação experimental da famosa "lei de Coulomb" é o conteúdo da primeira e segunda memórias. Lá, o cientista formula a lei fundamental da eletricidade: "A força repulsiva de duas bolas pequenas, eletrificadas por eletricidade da mesma natureza, é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os centros das bolas." No terceiro livro de memórias, Coulomb chamou a atenção para o fenômeno do vazamento de carga elétrica. O principal resultado foi o estabelecimento de uma lei exponencial de carga decrescente com o tempo. Na próxima, uma das memórias mais curtas da série, Coulomb abordou a questão da natureza da distribuição de eletricidade entre os corpos. Ele provou que "o fluido elétrico é distribuído em todos os corpos de acordo com sua forma". A quinta e sexta memórias são dedicadas a uma análise quantitativa da distribuição de carga entre corpos condutores contíguos e à determinação da densidade de carga em várias partes da superfície desses corpos. Com relação ao magnetismo, Coulomb tentou resolver os mesmos problemas da eletricidade. A descrição de experimentos com ímãs permanentes é uma parte essencial do segundo livro de memórias e praticamente todo o sétimo livro de memórias da série. O cientista conseguiu captar algumas características peculiares do magnetismo. No conjunto, porém, a generalidade dos resultados obtidos por Coulomb no campo do magnetismo é muito menor do que a generalidade das leis estabelecidas para a eletricidade. Assim, Coulomb lançou as bases da eletro e magnetostática. Ele obteve resultados experimentais de importância fundamental e aplicada. Para a história da física, seus experimentos com balanças de torção foram de suma importância também porque deram aos físicos um método para determinar a unidade de carga elétrica através das grandezas usadas na mecânica: força e distância, o que possibilitou estudos quantitativos de cargas elétricas. fenômenos. As últimas memórias de Coulomb de uma série sobre eletricidade e magnetismo foram submetidas à Academia de Ciências de Paris em 1789. Em dezembro de 1790, Coulomb apresentou sua renúncia. Em abril do ano seguinte, seu pedido foi atendido, e ele passou a receber uma pensão de 2240 libras por ano, que, no entanto, foi significativamente reduzida alguns anos depois. No final de 1793, a situação política em Paris se agravou ainda mais. Portanto, Coulomb decidiu se mudar de Paris. Ele se muda com sua família para sua propriedade perto de Blois. Aqui o cientista passa quase um ano e meio, fugindo das tempestades políticas. Coulomb viveu na vila até dezembro de 1795. O retorno a Paris ocorreu após a eleição de Coulomb como membro permanente do departamento de física experimental do Instituto da França - uma nova academia nacional. Quando exatamente Coulomb se tornou um homem de família não está claro. Sabe-se apenas que a esposa da cientista Louise Françoise, nascida Desormo, era muito mais jovem que ele. Oficialmente, seu casamento foi registrado apenas em 1802, embora o primeiro filho de Coulomb, em homenagem a seu pai Charles Augustin, tenha nascido em 1790. O segundo filho, Henri Louis, nasceu em 1797. Ele dedica os últimos anos de sua vida a organizar um novo sistema educacional na França. Viajar pelo país finalmente prejudicou a saúde do cientista. No verão de 1806, ele adoeceu com uma febre que seu corpo não conseguia mais lidar. Coulomb morreu em Paris em 23 de agosto de 1806. O cientista deixou um legado bastante significativo para sua esposa e filhos. Como sinal de respeito à memória de Coulomb, seus dois filhos foram destinados a instituições de ensino privilegiadas a expensas públicas. Autor: Samin D. K.
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