Qual é o equilíbrio de torção?

Um equilíbrio de torção é um dispositivo inventado para medir forças muito pequenas, como forças gravitacionais entre pequenas massas ou forças magnéticas entre as esferas carregadas. O equilíbrio de torção consiste em uma haste horizontal com uma esfera idêntica em cada extremidade. A haste horizontal gira em um fio que o suporta no centro. Pequenas esferas fixas de massas ou cargas idênticas são colocadas perto das esferas nas extremidades da haste rotativa, atraindo -as e fazendo com que o fio torça. A quantidade de torção no fio pode ser matematicamente convertida na quantidade de força entre as esferas estacionárias e as da haste em movimento.

Quando as massas das esferas em um equilíbrio de torção são conhecidas, os cientistas podem calcular uma constante gravitacional para inserir na lei de gravitação quadrada inversa de Newton. A partir desses resultados, pequenas forças entre esferas de massa desconhecida podem ser derivadas. As forças entre esferas estacionárias de massa desconhecida e as esferas em movimento da massa conhecidasão encontrados observando o número de vezes que a haste horizontal oscila para frente e para trás em um determinado período de tempo. A frequência do movimento da haste está relacionada ao estresse de torção no fio, a partir do qual as forças desconhecidas podem ser calculadas.

Em 1783, um físico, Charles-August de Coulomb, publicou sua descoberta de que a lei da praça inversa, proposta pela primeira vez por Newton para descrever forças gravitacionais, poderia ser aplicada a cargas magnéticas atraentes ou repulsivas. Na lei de Coulomb, forças atraentes ou repulsivas entre objetos, devido às suas características magnéticas, exigiam uma constante, a força de Coulomb constante. Quando as cargas nas esferas móveis e fixas do saldo de torção são conhecidas, a constante pode ser calculada. Posteriormente, esferas fixas de cargas desconhecidas podem ser instaladas e forças atraentes ou repulsivas entre elas e as esferas em movimento podeme calculado medindo a frequência do movimento de um lado para a frente da haste horizontal.

Secesceões de torção sucessivos tornaram -se mais sofisticados e precisos em suas medições. Os cientistas observaram que, ao dar à haste horizontal um empurrão inicial, a resistência extremamente pequena dos átomos metálicos no fio fino que suporta a haste pode fazer com que ela gire horizontalmente para frente e para trás a uma determinada taxa. A relação entre as tensões de torção no fio metálico quando exposto às forças infinitesimais entre os corpos esféricos continua a medir com sucesso as incógnitas nas equações da lei quadrada inversa.