Balanza De Torcion

El aparato es sumamente sencillo. Básicamente consiste de un soporte que se encuentra suspendido de un alambre, el cual a su vez está unido a un micrómetro de torsión. En este soporte se suspenden las muestras apropiadas, dependiendo del experimento. El aparato completo se encuentra encerrado en un recipiente con el fin de que no lo afecten las corrientes de aire. Con la balanza de torsión se pueden hacer mediciones cuantitativas de fuerzas de atracción o repulsión entre las muestras e investigar su dependencia con las distancias entre los objetos que las ejercen.

En el caso del experimento de Coulomb, la balanza de torsión consiste en un brazo horizontal en perfecto equilibrio, que está suspendido de un hilo especial que es el que se va a retorcer por efecto de las acciones eléctricas entre las cargas. En uno de los extremos de la barra horizontal, está situada una esfera B muy liviana, y unido al hilo va un disco D graduado, que gira al mismo tiempo que el hilo. Si cargamos de electricidad a la esfera B y después colocamos en sus proximidades a otra esfera A, también cargada de electricidad, se produce la atracción o repulsión entre las cargas eléctricas de dichas esferas. Como la esfera A está fija, y la B se puede mover con gran facilidad, gira y este giro se mide en el disco D. En realidad Coulomb lo que medía era el ángulo de giro o torsión, pero él ya sabía que dicho ángulo es directamente proporcional a la fuerza que producía la torsión del hilo, es decir, la fuerza eléctrica entre las cargas.

Con esta balanza investigó la naturaleza de las fuerzas electrostáticas. En una primera serie de experimentos encontró que la fuerza medida con el aparato es proporcional al ángulo de torcedura , y que la constante de proporcionalidad depende de las características del alambre usado. En el segundo grupo de experimentos, Coulomb colocó en uno de los brazos del soporte un objeto con carga igual a +q1, mientras que a una cierta distancia de él fijó otro objeto con carga igual a +q2.

En este caso, entre q1 y q2 se establece una fuerza repulsiva F12 debido a que ambos cuerpos contienen carga del mismo signo. Esta fuerza hace girar el brazo horizontal de la balanza un ángulo . Si torcemos el alambre de suspensión podemos regresar la balanza a su posición original. Como se dijo antes, es posible calcular la magnitud de la fuerza entre las cargas a partir del ángulo de torcedura . Por otra parte, si variamos la distancia de separación entre las cargas se puede obtener la dependencia entre la fuerza F12 y la distancia de separación r12. Para una amplia gama de distancias, la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de r12 y aumenta a medida que se acercan las cargas.

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas, es directamente proporcional al producto de ellas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”

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