쿨롱의 비틀림 저울 실험

Coulomb's torsion balance experiment

눈에 보이지도 않는 전기의 힘을, 쿨롱은 어떻게 숫자로 쟀을까요?

무슨 일이 일어났나

비틀림 저울은 유리 상자 안에 바늘을 명주실로 매달고, 바늘 한쪽 끝에 작은 금속 구를 단 장치입니다(MagLab). 유리 상자는 바람 같은 바깥 영향을 막습니다.

고정된 공과 바늘 끝 공에 같은 전하를 주면 서로 밀어내 실이 비틀립니다. 쿨롱은 비틀린 정도를 도(°) 눈금으로 읽어 힘의 크기를 쟀습니다.

그 결과 전기력이 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 1785 년 숫자로 보였고, 이 법칙에는 지금 쿨롱의 이름이 붙어 있습니다. 시뮬레이터에서 거리를 0.05 m 로 절반 줄이면 힘은 360 µN 로 4 배입니다.

비틀림 저울 자체를 쿨롱이 처음 만든 것은 아니지만, 그는 이미 1777 년 비틀림 저울을 적은 글로 과학 아카데미 상의 일부를 받았습니다(MagLab).

💡 생활 속 예시

  • 주방 저울이 용수철이 눌린 만큼으로 무게를 읽듯, 비틀림 저울은 실이 비틀린 각도로 힘을 읽습니다.
  • 건조한 날 문지른 풍선 두 개를 실에 매달면 서로 밀어내며 벌어지는데, 손으로 가까이 밀어 붙일수록 벌리는 힘이 빠르게 커집니다.

누가 왜 찾았나

프랑스의 샤를 오귀스탱 드 쿨롱(1736 년생)은 1777 년 비틀림 저울을 적은 글로 과학 아카데미 상의 일부를 받았고, 1785 년 그 저울로 전기력 · 자기력이 거리의 제곱에 반비례함을 숫자로 보였습니다(MagLab). 아주 작은 힘도 가는 실의 비틀림으로 크게 드러나기 때문에, 공 둘 사이의 약한 전기력을 잴 수 있었습니다.

확인된 값

쿨롱이 비틀림 저울을 만들어 전기력 · 자기력의 역제곱 법칙을 정량으로 보인 해
1785 출처
비틀림 저울 — 지금 쿨롱의 이름이 붙은 역제곱 법칙의 증거
inverse square law 출처
비틀림 저울 자체는 쿨롱이 처음 만든 것이 아니다
not the inventor 출처
바람 같은 바깥 영향을 막는 유리 상자
glass case 출처
바늘은 보통 명주실에 매달았다
silk thread 출처
바늘 한쪽 끝의 작은 금속 구
small metal sphere 출처
비틀린 정도는 도(°) 눈금으로 읽었다
scale in degrees 출처
비틀림 저울을 처음 적은 글로 과학 아카데미 상의 일부를 받은 해
1777 출처
쿨롱이 태어난 해 (1736-06-14)
1736 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기
  • 일본 · 高等学校 物理 (3) 電気と磁気

출처

이어서 보기

같은 단원 · 정전기와 전기장

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