Qu'est-ce que l'équilibre de torsion?
Un équilibre de torsion est un appareil inventé pour mesurer de très petites forces comme les forces gravitationnelles entre les petites masses ou les forces magnétiques entre les sphères chargées. L'équilibre de torsion se compose d'une tige horizontale avec une sphère identique à chaque extrémité. La tige horizontale tourne sur un fil qui le prend en charge en son centre. Les petites sphères fixes de masses ou charges identiques sont placées près des sphères aux extrémités de la tige rotative, les attirant et provoquant la torche du fil. La quantité de torsion dans le fil peut ensuite être convertie mathématiquement en la quantité de force entre les sphères stationnaires et celles sur la tige en mouvement.
Lorsque les masses des sphères dans un équilibre de torsion sont connues, les scientifiques peuvent calculer une constante gravitationnelle pour insérer dans la loi carrée inverse de Newton de la gravitation. À partir de ces résultats, de petites forces entre des sphères de masse inconnue peuvent être dérivées. Les forces entre les sphères stationnaires de masse inconnue et les sphères mobiles de la masse connuese trouvent en observant le nombre de fois que la tige horizontale se balance dans les deux sens dans un temps donné. La fréquence du mouvement de va-et-vient de la tige est liée à la contrainte de torsion dans le fil, à partir de laquelle les forces inconnues peuvent être calculées.
En 1783, un physicien, Charles-Augustin de Coulomb, a publié sa découverte que la loi sur la place inverse, proposée par Newton pour décrire les forces gravitationnelles, pourrait être appliquée à des charges magnétiques attrayantes ou répugnantes. Dans la loi de Coulomb, des forces attractives ou répulsives entre les objets, en raison de leurs caractéristiques magnétiques, nécessitaient une constante constante de la force de Coulomb. Lorsque les charges sur les sphères mobiles et fixes de l'équilibre de torsion sont connues, la constante peut être calculée. Par la suite, des sphères fixes de charges inconnues peuvent être installées et des forces attrayantes ou répulsives entre eux et les sphères mobiles peuvent bE calculé en mesurant la fréquence du mouvement de va-et-vient de la tige horizontale.
Les soldes de torsion successifs sont devenus plus sophistiqués et précis dans leurs mesures. Les scientifiques ont noté qu'en donnant à la tige horizontale dans l'équilibre une poussée initiale, la résistance extrêmement petite des atomes métalliques dans le fil mince supportant la tige pourrait le faire tourner horizontalement d'avant en arrière à un certain rythme. La relation entre les contraintes de torsion dans le fil métallique lorsqu'elle est exposée aux forces infinitésimales entre les corps sphériques continue de mesurer avec succès les inconnues dans les équations de la loi carrée inverse.