Biography
Charles Augustin Coulomb’s father was Henry Coulomb and his mother was Catherine Bajet. Ambos os seus pais vieram de famílias que eram bem conhecidas nos seus campos. A família de seu pai era importante na profissão jurídica e na administração da região do Languedoc na França, e a família de sua mãe também era bastante rica. Depois de ter sido criada em Angoulême, a capital de Angoumois, no sudoeste da França, a família de Coulomb mudou-se para Paris. Em Paris, entrou no Collège Mazarin, onde recebeu uma boa formação clássica em linguagem, literatura e filosofia, e recebeu o melhor ensino disponível em matemática, astronomia, química e botânica.Nesta fase da sua educação havia uma crise para Coulomb. Apesar da boa posição de seu pai, ele tinha feito especulações financeiras mal sucedidas, tinha perdido todo o seu dinheiro e se mudou de Paris para Montpellier. A mãe de Coulomb permaneceu em Paris, mas Coulomb teve um desentendimento com ela sobre a direção que sua carreira deveria tomar, então ele deixou Paris e foi para Montpellier para viver com seu pai. Nesta fase os interesses de Coulomb eram principalmente em matemática e astronomia e enquanto em Montpellier se juntou à Sociedade das Ciências lá em Março de 1757 e leu vários artigos sobre estes tópicos para a sociedade.Coulomb queria entrar na École du Génie em Mézières, mas percebeu que para ter sucesso nos exames de admissão ele precisava de ser tutelado. Em outubro de 1758 foi a Paris para receber as explicações necessárias para fazer os exames. Camus foi nomeado como examinador para escolas de artilharia em 1755 e foi seu Cours de mathématiques Ⓣ que Coulomb estudou por vários meses. Em 1758, Coulomb fez os exames definidos por Camus e entrou na École du Génie em Mézières, em fevereiro de 1760. Ele formou uma série de amizades importantes em torno desta época, que foram importantes em seu trabalho científico posterior, um com Bossut, que era seu professor em Mézières e o outro com Borda.
Coulomb graduou-se em novembro de 1761. Ele era agora um engenheiro treinado com o posto de tenente no corpo de exército du Génie. Ao longo dos próximos vinte anos, ele foi postado em uma variedade de lugares diferentes onde ele estava envolvido na engenharia, no design estrutural, fortificações, mecânica do solo, e muitas outras áreas. Seu primeiro posto foi em Brest, mas em fevereiro de 1764 ele foi marcado para Martinica nas Índias Ocidentais. Martinica caiu sob a soberania da França sob Luís XIV em 1658. No entanto, A Martinica foi atacada por uma série de frotas estrangeiras ao longo dos anos seguintes. Os holandeses atacaram-na em 1674, mas foram expulsos, assim como os ingleses em 1693 e os ingleses novamente em 1759. A Martinica foi finalmente capturada pelos ingleses em 1762, mas foi devolvida à França nos termos do Tratado de Paris em 1763. Os franceses então fizeram tentativas para tornar a ilha mais segura, construindo um novo forte.Coulomb foi encarregado da construção do Novo forte Bourbon e esta tarefa ocupou-o até junho de 1772. Foi um período durante o qual ele mostrou o lado prático de suas habilidades de engenharia que eram necessárias para organizar a construção, mas suas experiências desempenhariam um papel importante nas memórias teóricas posteriores que ele escreveu sobre mecânica. No que diz respeito à saúde de Coulomb, estes foram anos difíceis e as doenças que ele sofreu enquanto na Martinica deixou-o em má saúde para o resto de sua vida.Em seu retorno à França, Coulomb foi enviado para Bouchain. No entanto, ele agora começou a escrever importantes trabalhos sobre Mecânica Aplicada e ele apresentou seu primeiro trabalho para a Académie des Sciences em Paris em 1773. Este trabalho, Sur une application des règles, de maximis et minimis à quelque problèmes de statique, relatifs à l’Architecture Ⓣ foi escrito (nas palavras de Coulomb, ver por exemplo ):-
… determinar, na medida em que uma combinação de matemática e física permita, a influência do atrito e da coesão em alguns problemas de estática.
talvez o fato mais significativo sobre este livro de memórias de um ponto de vista matemático seja o uso de Coulomb do cálculo de variações para resolver problemas de engenharia. Como Gillmor escreve em :-
neste livro de memórias de 1773 há quase um embaraço de riquezas, por Coulomb prosseguiu para discutir a teoria abrangente de ruptura de pilares de alvenaria, o desenho de arcos abobadados, e a teoria da pressão da terra. Neste último ele desenvolveu uma teoria generalizada de cunha deslizante da mecânica do solo que permanece em uso hoje na prática básica de engenharia. Uma razão, talvez, para a relativa negligência desta parte do trabalho de Coulomb foi que ele procurou demonstrar o uso do cálculo variacional na formulação de métodos de abordagem a problemas fundamentais na mecânica estrutural ao invés de dar soluções numéricas a problemas específicos.É frequentemente o caso de que um uso sofisticado da matemática em uma aplicação a uma área onde a maioria tem menos sofisticação matemática, dá ao trabalho valores de longo prazo que não é frequentemente visto na época. As memórias foram certamente muito valorizadas pela Académie des Sciences por isso o levou a ser nomeado Correspondente de Bossut em 6 de julho de 1774. De Bouchain, Coulomb foi enviado para Cherbourg. Enquanto lá esteve, escreveu um famoso livro de memórias sobre a bússola magnética que submeteu para o Grande Prémio da Académie des Sciences em 1777.
este artigo de 1777 ganhou Coulomb uma parte do prêmio e continha seu primeiro trabalho sobre o equilíbrio de torção :-… sua solução simples e elegante para o problema da torção em cilindros e seu uso do equilíbrio de torção em aplicações físicas foram importantes para numerosos físicos nos anos seguintes. … Coulomb desenvolveu uma teoria de torção em fio fino de seda e Fios de cabelo. Aqui ele foi o primeiro a mostrar como a suspensão de torção poderia fornecer aos físicos um método de medir com precisão forças extremamente pequenas.Outro episódio interessante ocorreu durante o tempo que Coulomb passou em Cherbourg. Robert-Jacques Turgot foi nomeado general de controlo por Luís XVI em 24 de agosto de 1774. Ele começou a se sentir ameaçado por seus adversários políticos em 1775 e começou uma série de reformas. Entre eles estava a reforma do corpo de Génie e Turgot pediu memórias sobre sua possível reorganização. Coulomb apresentou um livro de memórias dando suas idéias e é uma oportunidade fascinante de entender suas opiniões políticas. O Coulomb queria que o estado e o indivíduo desempenhassem papéis iguais. Propôs que o Corps du Génie, em particular, e todos os serviços públicos em geral, reconhecessem os talentos dos seus membros individuais na promoção dentro da organização.Em 1779 Coulomb foi enviado a Rochefort para colaborar com o Marquês de Montalembert na construção de um forte feito inteiramente de madeira perto de Ile D’Aix. Como Coulomb, o Marquês de Montalembert tinha uma reputação de engenheiro militar projetando fortificações, mas seu trabalho inovador tinha sido criticado por muitos engenheiros franceses. :-
vendo fortalezas como nada mais do que imensas baterias permanentes projetadas para despejar fogo esmagador em exércitos atacantes, Montalembert simplificou os complexos projetos geométricos de Vauban e confiou em estruturas poligonais simples, muitas vezes com fortes periféricos separados em vez de projetar bastiões.Durante seu tempo em Rochefort, Coulomb continuou sua pesquisa sobre mecânica, em particular usando os estaleiros de Rochefort como laboratórios para suas experiências. Seus estudos sobre fricção em Rochefort levaram ao maior trabalho de Coulomb sobre fricção Théorie des machines simples Ⓣ, que lhe rendeu o Grande Prêmio da Académie des Sciences em 1781. In this memoir Coulomb:-
… investigado o atrito estático e dinâmico das superfícies deslizantes e o atrito na flexão das cordas e na rolamento. A partir do exame de muitos parâmetros físicos, ele desenvolveu uma série de equações de dois termos, o primeiro termo uma constante e o segundo termo variando com o tempo, força normal, velocidade, ou outros parâmetros.Por causa deste trabalho premiado, os autores da escrita:As contribuições de Coulomb para a ciência do atrito foram excepcionalmente grandes. Sem exagero, pode-se dizer que ele criou esta ciência.Na verdade, este livro de memórias de 1781 mudou a vida de Coulomb. Ele foi eleito para a seção mecânica da Académie des Sciences como resultado deste trabalho, e ele se mudou para Paris, onde agora ocupou um cargo permanente. Ele nunca mais assumiu qualquer projeto de engenharia, embora ele tenha permanecido como consultor em assuntos de engenharia, e ele dedicou sua vida a partir deste ponto à física ao invés de engenharia. Escreveu sete tratados importantes sobre eletricidade e magnetismo, que submeteu à Académie des Sciences entre 1785 e 1791. Estes sete trabalhos são discutidos onde o autor mostra que Coulomb: –
… tinha obtido alguns resultados notáveis usando o método do balanço de torção: lei da atração e repulsão, as cargas de ponto elétrico, pólos magnéticos, distribuição de eletricidade na superfície dos corpos carregados e outros. A importância da lei de Coulomb para o desenvolvimento do eletromagnetismo é examinada e discutida.
in these he developed a theory of attraction and repulsion between bodies of the same and opposite electrical charge. Ele demonstrou uma lei inversa quadrada para tais forças e passou a examinar condutores perfeitos e dielétricos. Ele sugeriu que não havia dielétrico perfeito, propondo que cada substância tem um limite acima do qual irá conduzir a eletricidade. Estes artigos fundamentais propuseram o caso de ação a uma distância entre cargas elétricas de uma forma semelhante à teoria da gravitação de Newton foi baseada em ação a uma distância entre massas.Estes artigos sobre eletricidade e magnetismo, embora o mais importante do trabalho de Coulomb durante este período, foram apenas uma pequena parte do trabalho que ele realizou. Apresentou vinte e cinco memórias à Académie des Sciences entre 1781 e 1806. Coulomb trabalhou de perto com Bossut, Borda, De Prony e Laplace durante este período. Notavelmente, participou do trabalho de 310 comitês da Academia. Ele ainda estava envolvido com projetos de engenharia como consultor, o mais dramático dos quais foi seu relatório sobre melhorias de canal e porto na Bretanha em 1783-84. Ele tinha sido pressionado para esta tarefa contra o seu melhor julgamento e acabou assumindo a culpa quando as críticas foram feitas e ele passou uma semana na prisão em novembro de 1783.Também prestou serviços aos respectivos governos franceses em domínios tão variados como a educação e a reforma dos hospitais. Em 1787 ele fez uma viagem à Inglaterra para relatar as condições nos hospitais de Londres. Em julho de 1784 foi nomeado para cuidar das fontes reais e tomou conta de uma grande parte do abastecimento de água de Paris. Em 26 de fevereiro de 1790, o primeiro filho de Coulomb nasceu, embora ele não fosse casado com Louise Françoise LeProust Desormeaux, que era a mãe de seu filho.Quando a revolução francesa começou em 1789, Coulomb estava profundamente envolvido com seu trabalho científico. Muitas instituições foram reorganizadas, não ao gosto de Coulomb, e ele se aposentou do corpo de Génie em 1791. Ao mesmo tempo em que a Académie des Sciences foi abolida em agosto de 1783, ele foi removido de seu papel no fornecimento de água e, em dezembro de 1793, o Comitê de pesos e medidas em que ele estava servindo também foi dissolvido. Coulomb e Borda se retiraram para o país para fazer pesquisas científicas em uma casa que ele possuía perto de Blois.A Académie des Sciences foi substituída pelo Institut de France e Coulomb regressou a Paris quando foi eleito para o Instituto em dezembro de 1795. Em 30 de julho de 1797 seu segundo filho nasceu e, em 1802, casou-se com Louise Françoise LeProust Desormeaux, a mãe de seus dois filhos. Mencionamos acima que Coulomb estava envolvido com serviços de educação. Estes foram em grande parte entre 1802 e 1806, quando ele foi Inspetor Geral de Instrução Pública e, nesse papel, ele foi principalmente responsável pela criação dos liceus em toda a França.Terminemos citando o tributo que lhe foi pago por Biot, que escreveu ::-
é a Borda e a Coulomb que se deve o renascimento da verdadeira física na França, Não uma física verbal e hipotética, mas aquela física engenhosa e exata que observa e compara tudo com rigor.