biografie
Charles Augustin Coulomb ‘ s vader was Henry Coulomb en zijn moeder was Catherine Bajet. Zijn beide ouders kwamen uit families die bekend waren in hun velden. De familie van zijn vader was belangrijk in de advocatuur en in het bestuur van de Languedoc in Frankrijk, en de familie van zijn moeder was ook vrij rijk. Na zijn opvoeding in Angoulême, de hoofdstad van Angoumois in het zuidwesten van Frankrijk, verhuisde Coulomb ‘ s familie naar Parijs. In Parijs ging hij naar het Collège Mazarin, waar hij een goede klassieke basis kreeg in taal, literatuur en filosofie, en hij ontving het beste beschikbare onderwijs in wiskunde, astronomie, scheikunde en plantkunde.In dit stadium van zijn opleiding was er een crisis voor Coulomb. Ondanks de goede reputatie van zijn vader, had hij mislukte financiële speculaties gemaakt, had al zijn geld verloren en verhuisde van Parijs naar Montpellier. Coulomb ‘ s moeder bleef in Parijs, maar Coulomb had een meningsverschil met haar over de richting die zijn carrière zou moeten nemen, dus verliet hij Parijs en ging naar Montpellier om bij zijn vader te wonen. In dit stadium was Coulomb vooral geïnteresseerd in wiskunde en astronomie en terwijl hij in Montpellier lid werd van de Society of Sciences daar in maart 1757 en las verschillende artikelen over deze onderwerpen aan de Society.Coulomb wilde deelnemen aan de École du Génie in Mézières, maar realiseerde zich dat hij moest worden begeleid om de toelatingsexamens te halen. In oktober 1758 ging hij naar Parijs om de nodige bijles te krijgen voor de examens. Camus was in 1755 aangesteld als examinator voor artilleriescholen en het was zijn Cours de mathématiques Ⓣ dat Coulomb enkele maanden studeerde. In 1758 volgde Coulomb de examens van Camus, waar hij slaagde en hij ging naar de École du Génie in Mézières in februari 1760. Hij vormde rond deze tijd een aantal belangrijke vriendschappen die belangrijk waren in zijn latere wetenschappelijke werk, een met Bossut die zijn leraar was in Mézières en de andere met Borda.Coulomb studeerde af in November 1761. Hij was nu een opgeleid ingenieur met de rang van luitenant in het Corps du Génie. In de volgende twintig jaar werd hij op verschillende plaatsen geplaatst waar hij betrokken was bij engineering, constructieontwerp, vestingwerken, bodemmechanica en vele andere gebieden. Zijn eerste post was in Brest, maar in februari 1764 ging hij naar Martinique in West-Indië. Martinique viel onder de soevereiniteit van Frankrijk onder Lodewijk XIV in 1658. Martinique werd echter aangevallen door een aantal buitenlandse vloten in de daaropvolgende jaren. De Nederlanders vielen het aan in 1674, maar werden verdreven, net als de Engelsen in 1693 en de Engelsen weer in 1759. Martinique werd uiteindelijk veroverd door de Engelsen in 1762, maar werd teruggegeven aan Frankrijk onder de voorwaarden van het Verdrag van Parijs in 1763. De Fransen probeerden het eiland veiliger te maken door een nieuw fort te bouwen.Coulomb werd belast met de bouw van het nieuwe Fort Bourbon en deze taak bezette hem tot juni 1772. Het was een periode waarin hij de praktische kant van zijn technische vaardigheden toonde die nodig waren om de constructie te organiseren, maar zijn ervaringen zouden een belangrijke rol spelen in de latere theoretische memoires die hij schreef over mechanica. Wat de gezondheid van Coulomb betreft waren dit moeilijke jaren en de ziekten die hij leed terwijl hij op Martinique voor de rest van zijn leven in slechte gezondheid verkeerde.Na zijn terugkeer naar Frankrijk werd Coulomb naar Bouchain gestuurd. Hij begon echter belangrijke werken over toegepaste mechanica te schrijven en presenteerde zijn eerste werk aan de Académie des Sciences in Parijs in 1773. Dit werk, Sur une application des règles, de maximis et minimis à quelque problèmes de statique, relatifs à l ‘architecture Ⓣ werd geschreven (in Coulomb’ s woorden, Zie bijvoorbeeld ):-
… het bepalen, voor zover een combinatie van wiskunde en natuurkunde dit toelaat, van de invloed van wrijving en samenhang in sommige statica-problemen.
misschien wel het belangrijkste feit over deze memoires vanuit wiskundig oogpunt is Coulomb ‘ s gebruik van de variatierekening om technische problemen op te lossen. Zoals Gillmor schrijft in: –
in deze memoires van 1773 is er bijna een verlegenheid van rijkdom, want Coulomb ging verder met het bespreken van de theorie van uitgebreide breuk van metselwerk pieren, het ontwerp van gewelfde bogen, en de theorie van de aarddruk. In deze laatste ontwikkelde hij een veralgemeende sliding wig theorie van de bodemmechanica die vandaag de dag nog steeds in gebruik is in de fundamentele ingenieurspraktijk. Een reden, misschien, voor de relatieve verwaarlozing van dit deel van Coulomb ‘ s werk was dat hij probeerde het gebruik van variationele calculus in het formuleren van methoden van aanpak van fundamentele problemen in de structurele mechanica te demonstreren in plaats van numerieke oplossingen te geven voor specifieke problemen.
het is vaak het geval dat een geavanceerd gebruik van wiskunde in een toepassing op een gebied waar de meeste minder wiskundige verfijning hebben, het werk een langetermijnwaarden geeft die op dat moment niet vaak worden gezien. De memoires werden zeer gewaardeerd door de Académie des Sciences, omdat hij op 6 juli 1774 werd benoemd tot correspondent van Bossut. Vanuit Bouchain werd Coulomb naar Cherbourg gestuurd. Tijdens zijn verblijf schreef hij een beroemde memoires over het magnetische kompas, die hij voor de Grand Prix van de Académie des Sciences in 1777 indiende.Dit artikel uit 1777 won Coulomb een deel van de prijs en bevatte zijn eerste werk over de torsiebalans :-
… zijn eenvoudige, elegante oplossing voor het probleem van torsie in cilinders en zijn gebruik van de torsiebalans in fysische toepassingen waren belangrijk voor vele fysici in de daaropvolgende jaren. … Coulomb ontwikkelde een theorie van torsie in dunne zijde en haardraden. Hier was hij de eerste die liet zien hoe de torsieophanging fysici een methode kon bieden om extreem kleine krachten nauwkeurig te meten.
een andere interessante episode deed zich voor tijdens de tijd die Coulomb in Cherbourg doorbracht. Robert-Jacques Turgot werd op 24 augustus 1774 door Lodewijk XVI benoemd tot comptroller-generaal. Hij begon zich bedreigd te voelen door zijn politieke tegenstanders in 1775 en begon een reeks hervormingen. Onder hen was de hervorming van het Corps du Génie en Turgot riep op tot memoires over de mogelijke reorganisatie. Coulomb diende een memoires waarin hij zijn ideeën gaf en het is een fascinerende kans om zijn politieke opvattingen te begrijpen. Coulomb wilde dat de staat en het individu gelijke rollen zouden spelen. Hij stelde voor dat het Corps du Génie in het bijzonder, en alle openbare diensten in het algemeen, de talenten van de individuele leden in promotie binnen de organisatie zouden erkennen.In 1779 werd Coulomb naar Rochefort gestuurd om samen met Markies de Montalembert een fort te bouwen dat volledig van hout was gemaakt nabij Ile d ‘ Aix. Net als Coulomb had Markies de Montalembert een reputatie als militair ingenieur bij het ontwerpen van vestingwerken, maar zijn innovatieve werk werd door veel Franse ingenieurs bekritiseerd :Montalembert zag forten als niets meer dan immense permanente batterijen ontworpen om overweldigend vuur te werpen op aanvallende legers, en vereenvoudigde de ingewikkelde geometrische ontwerpen van Vauban en vertrouwde op eenvoudige veelhoekige structuren, vaak met losstaande perifere forten in plaats van het projecteren van bastions.Tijdens zijn tijd in Rochefort deed Coulomb onderzoek naar mechanica, met name door de scheepswerven in Rochefort te gebruiken als laboratoria voor zijn experimenten. Zijn studies naar wrijving in Rochefort leidden tot Coulombs grote werk over wrijving Théorie des machines simplesⓉ, waarmee hij in 1781 de Grand Prix van de Académie des Sciences won. In deze memoires Coulomb: –
… onderzocht zowel statische als dynamische wrijving van glijvlakken en wrijving bij het buigen van koorden en bij het walsen. Uit het onderzoek van vele fysische parameters ontwikkelde hij een reeks van tweetermvergelijkingen, de eerste term een constante en de tweede term variërend met tijd, normale kracht, snelheid, of andere parameters.
vanwege dit prijswinnende werk hebben de auteurs van write:Coulomb ‘ s bijdragen aan de wetenschap van wrijving waren uitzonderlijk groot. Zonder overdrijving kan men zeggen dat hij deze wetenschap heeft gecreëerd.Deze memoires uit 1781 veranderden in feite Coulomb ‘ s leven. Hij werd gekozen in de sectie mechanica van de Académie des Sciences als gevolg van dit werk, en hij verhuisde naar Parijs, waar hij nu een vaste functie bekleedde. Hij nam nooit meer technische projecten aan, hoewel hij als consultant op het gebied van engineering bleef, en hij wijdde zijn leven vanaf dit punt aan natuurkunde in plaats van aan engineering. Hij schreef zeven belangrijke verhandelingen over elektriciteit en magnetisme, die hij tussen 1785 en 1791 aan de Académie des Sciences voorlegde. Deze zeven artikelen worden besproken in waar de auteur laat zien dat Coulomb: –
… enkele opmerkelijke resultaten verkregen door het gebruik van de torsiebalansmethode: wet van aantrekking en afstoting, de elektrische puntladingen, magnetische polen, distributie van elektriciteit op het oppervlak van geladen lichamen en anderen. Het belang van Coulombs wet voor de ontwikkeling van elektromagnetisme wordt onderzocht en besproken.Hierin ontwikkelde hij een theorie van aantrekking en afstoting tussen lichamen met dezelfde en tegengestelde elektrische lading. Hij demonstreerde een omgekeerde kwadratenwet voor dergelijke krachten en ging verder met het onderzoeken van perfecte geleiders en diëlektrie. Hij suggereerde dat er geen perfecte diëlektricum was, en stelde voor dat elke stof een limiet heeft waarboven het elektriciteit zal geleiden. In deze fundamentele artikelen werd het argument voor actie op een afstand tussen elektrische ladingen naar voren gebracht op een soortgelijke manier als Newton ’s theorie van de zwaartekracht gebaseerd was op actie op een afstand tussen massa’ s.Deze artikelen over elektriciteit en magnetisme, hoewel het belangrijkste werk van Coulomb in deze periode, waren slechts een klein deel van het werk dat hij ondernam. Tussen 1781 en 1806 presenteerde hij vijfentwintig memoires aan de Académie des Sciences. Coulomb werkte in deze periode nauw samen met Bossut, Borda, de Prony en Laplace. Opmerkelijk genoeg nam hij deel aan het werk van 310 commissies van de Academie. Hij was nog steeds betrokken bij technische projecten als consultant, de meest dramatische daarvan was zijn verslag over kanaalverbeteringen en havenverbeteringen in Bretagne in 1783-84. Hij was tegen beter weten in gedwongen tot deze taak en uiteindelijk nam hij de schuld op zich toen kritiek werd geuit en bracht hij een week in de gevangenis door in november 1783.
hij verrichtte ook diensten voor de respectieve Franse regeringen op uiteenlopende gebieden als onderwijs en hervorming van ziekenhuizen. In 1787 maakte hij een reis naar Engeland om verslag uit te brengen over de toestand in de Londense ziekenhuizen. In juli 1784 werd hij aangesteld om te zorgen voor de Koninklijke fonteinen en nam hij de leiding over een groot deel van de watervoorziening van Parijs. Op 26 februari 1790 werd Coulombs eerste zoon geboren, hoewel hij niet getrouwd was met Louise Françoise LeProust Desormeaux, de moeder van zijn zoon.Toen de Franse Revolutie in 1789 begon, was Coulomb nauw betrokken bij zijn wetenschappelijke werk. Veel instellingen werden gereorganiseerd, niet allemaal naar wens van Coulomb, en hij trok zich terug uit het Corps du Génie in 1791. Op ongeveer hetzelfde moment dat de Académie des Sciences in augustus 1783 werd afgeschaft, werd hij verwijderd uit zijn functie als verantwoordelijke voor de watervoorziening en in December 1793 werd ook het Comité gewichten en maten waarin hij diende ontbonden. Coulomb en Borda trokken zich terug naar het land om wetenschappelijk onderzoek te doen in een huis dat hij bezat in de buurt van Blois.De Académie des Sciences werd vervangen door het Institut de France en Coulomb keerde terug naar Parijs toen hij in December 1795 werd gekozen voor het Instituut. Op 30 juli 1797 werd zijn tweede zoon geboren en in 1802 trouwde hij met Louise Françoise LeProust Desormeaux, de moeder van zijn twee zonen. We vermeldden hierboven dat Coulomb betrokken was bij diensten aan het onderwijs. Deze waren grotendeels tussen 1802 en 1806 toen hij inspecteur-generaal van openbaar onderwijs was en, in die rol, was hij voornamelijk verantwoordelijk voor het opzetten van de lycées in heel Frankrijk.Laten we eindigen met het citeren van het eerbetoon aan hem door Biot die schreef:-het is aan Borda en Coulomb dat men de renaissance van de ware fysica in Frankrijk te danken heeft, niet een uitgebreide en hypothetische fysica, maar die ingenieuze en exacte fysica die alles observeert en vergelijkt met strengheid.