Burulma Dengesi Nedir?

Bir burulma dengesi, küçük kütleler arasındaki çekim kuvveti veya yüklü küreler arasındaki manyetik kuvvetler gibi çok küçük kuvvetleri ölçmek için icat edilmiş bir cihazdır. Burulma dengesi, her iki ucunda aynı küre bulunan yatay bir çubuktan oluşur. Yatay çubuk, merkezde onu destekleyen bir tel üzerinde döner. Sabit, küçük, aynı kütlelere sahip küreler veya yükler, dönen çubuğun uçlarındaki kürelere yakın yerleştirilir, onları çeker ve telin bükülmesine neden olur. Tel içindeki büküm miktarı daha sonra matematiksel olarak sabit küreler ve hareketli çubuktakiler arasındaki kuvvet miktarına dönüştürülebilir.

Bir burulma dengesindeki kürelerin kütleleri bilindiğinde, bilim adamları Newton'un ters kare kütle çekim yasasına eklemek için yerçekimi sabitini hesaplayabilirler. Bu sonuçlardan, bilinmeyen kütleli küreler arasındaki küçük kuvvetler elde edilebilir. Bilinmeyen kütlenin sabit küreleri ve bilinen kütlenin hareket eden küreleri arasındaki kuvvetler, yatay çubuğun belirli bir süre içinde ileri geri sallanma sayısını gözlemleyerek bulunur. Çubuğun ileri geri hareketinin sıklığı, bilinmeyen kuvvetlerin hesaplanabileceği teldeki burulma gerilimi ile ilgilidir.

1783 yılında bir fizikçi Charles-Augustin de Coulomb, Newton tarafından çekim kuvvetlerini tanımlamak için ilk önce önerilen ters kare kanunun çekici veya itici manyetik yüklere uygulanabileceğini keşfetti. Coulomb yasasında, nesneler arasındaki çekici veya itici kuvvetler, manyetik özelliklerinden dolayı bir sabit, Coulomb kuvvet sabiti gerektiriyordu. Burulma dengesinin hareketli ve sabit küreleri üzerindeki yükler bilindiğinde, sabit hesaplanabilir. Daha sonra, bilinmeyen yüklerin sabit küreleri yerleştirilebilir ve bunlar ve hareketli küreler arasında çekici veya itici kuvvetler, yatay çubuğun ileri geri hareket frekansı ölçülerek hesaplanabilir.

Ardışık burulma dengeleri ölçümlerinde daha sofistike ve hassas hale geldi. Bilim adamları, dengede yatay çubuğa bir ilk itme uygulayarak, çubuğu destekleyen ince teldeki metalik atomların son derece küçük direncinin, belirli bir oranda yatay olarak ileri geri dönmesine neden olabileceğini belirtti. Küresel teller arasındaki sonsuz kuvvete maruz kaldıklarında metal teldeki burulma gerilmeleri arasındaki ilişki ters kare yasa denklemlerinde bilinmeyenleri başarıyla ölçmeye devam eder.