Qual è l'equilibrio di torsione?

Un equilibrio di torsione è un dispositivo inventato per misurare forze molto piccole come le forze gravitazionali tra piccole masse o forze magnetiche tra le sfere cariche. L'equilibrio di torsione è costituito da un'asta orizzontale con una sfera identica su entrambe le estremità. L'asta orizzontale ruota su un filo che lo supporta al centro. Le piccole sfere fisse e identiche di masse identiche sono posizionate vicino alle sfere alle estremità dell'asta di rotazione, attirandole e causando la rotazione del filo. La quantità di torsione nel filo può quindi essere matematicamente convertita nella quantità di forza tra le sfere stazionarie e quelle sulla canna in movimento.

Quando sono note le masse delle sfere in equilibrio di torsione, gli scienziati possono calcolare una costante gravitazionale da inserire nella legge inversa inversa di Newton. Da questi risultati, si possono derivare piccole forze tra sfere di massa sconosciuta. Le forze tra sfere stazionarie di massa sconosciuta e le sfere in movimento di massa notasi trovano osservando il numero di volte in cui l'asta orizzontale oscilla avanti e indietro in un determinato periodo di tempo. La frequenza del movimento avanti e indietro dell'asta è correlata allo stress torsionale nel filo, da cui è possibile calcolare le forze sconosciute.

Nel 1783, un fisico, Charles-Augustin de Coulomb, pubblicò la sua scoperta che la legge inversa quadrata, proposta per la prima volta da Newton per descrivere le forze gravitazionali, poteva essere applicata a accuse magnetiche attraenti o repulsive. Nella legge di Coulomb, le forze attraenti o repulsive tra oggetti, a causa delle loro caratteristiche magnetiche, richiedevano una costante, la costante della forza di Coulomb. Quando sono note le cariche sulle sfere mobili e fisse del saldo della torsione, è possibile calcolare la costante. Successivamente, potrebbero essere installate sfere fisse di cariche sconosciute e le forze attraenti o repulsive tra loro e le sfere in movimento possono bE calcolato misurando la frequenza del movimento avanti e indietro dell'asta orizzontale.

I saldi di torsione successivi sono diventati più sofisticati e precisi nelle loro misurazioni. Gli scienziati hanno osservato che dando l'asta orizzontale in bilanciamento una spinta iniziale, la resistenza estremamente piccola degli atomi metallici nel filo sottile a sostegno dell'asta potrebbe farla ruotare orizzontalmente avanti e indietro a una certa velocità. La relazione tra le sollecitazioni torsionali nel filo metallico quando esposta alle forze infinitesimali tra corpi sferici continua a misurare con successo le incognite nelle equazioni della legge quadrata inversa.