Balanza De Torsion

UNIVERSIDAD AUTONOMA

DE

SAN LUIS POTOSI

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA ELECTRICA 1

TAREA 1

BALANZA DE TORSION

16/08/13

Balanza de Torsión de Cavendish

Es un dispositivo que mide fuerzas eléctricas, magnéticas o gravitatorias muy pequeñas a partir del ángulo que forma un brazo al girar, antes de que la resistencia ejercida por la fuerza de torsión detenga su movimiento. Fue diseñada originalmente por el geólogo británico John Michell, y mejorada por el químico y físico de la misma nacionalidad Henry Cavendish. El instrumento fue inventado de forma independiente por el físico francés Charles de Coulomb, que lo empleó para medir la atracción eléctrica y magnética.

Una balanza de torsión está formada por dos esferas pequeñas, que suelen tener una masa del orden de 1 g y van unidas a los extremos de una varilla horizontal suspendida por su centro de un alambre fino o, en los experimentos más recientes, de una fibra de cuarzo. Si, por ejemplo, se colocan dos esferas grandes de plomo junto a las esferas de la balanza, pero en lados opuestos, las esferas de la balanza se verán atraídas por las esferas grandes y el alambre o la fibra experimentará una torsión. El grado de torsión se mide a través del movimiento de un rayo de luz reflejado por la varilla sobre una escala. Esto permite hallar la fuerza gravitacional entre las dos masas .En los experimentos eléctricos, las masas se sustituyen por conductores cargados, mientras que para estudiar los efectos magnéticos se emplean dos imanes

El descubrimiento de Cavendish

Una de las primeras versiones de este experimento que nos ocupa fue propuesta por John Michell. Él fue el responsable absoluto de la construcción de una balanza de torsión con la cual se podía estimar el valor de la constante de la gravedad. Desafortunadamente, Michell falleció sin poder terminar la balanza de torsión debidamente, razón por la cual su experimento se vio inconcluso. El heredero del instrumento en cuestión fue Francis John Hyde Wollaston quien, a su vez, se lo cedió a Herny Cavendish.

Henry Cavendish se mostró, desde el comienzo, sumamente interesado en la creación de Michell y comenzó a trabajar en un proyecto de reconstrucción del operador, que implicaba una serie de experimentos sumamente delicados. El resultado fue un instrumento que consistía de una balanza de torsión que poseía una vara horizontal de seis pies de longitud.

En los extremos de la mencionada vara se encontraban colocadas dos esferas realizadas en metal. La vara, a su vez, estaba colgada mediante una suspensión de un extenso hilo. Cerca de las esferas, el inventor colocó otras esferas – dos para ser más exactos – pero en este caso de plomo y de un peso superior a los 170 kilogramos. La acción gravitatoria de estas pesas lo que debía lograr era la atracción de las masas de la balanza, justamente produciendo un giro pequeño sobre la misma. Como la corriente de aire podía provocar numerosos imprevistos, Cavendish emplazó la balanza en su cuarto a prueba de todas las incidencias del viento, para luego medir la torsión pequeña de la medidora con la ayuda de un telescopio.

Uno de los grandes logros de Cavendish radicó en haber conseguido calcular el valor de la constante de la gravitación universal. Esto fue posible gracias a las fuerzas de torsión en el hilo y en las masas de las esferas que les colocó a su instrumento. Como la fuerza de gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto puede ser medida de manera directa, justamente fue la medida de la constante de la gravitación lo que determinó la masa de la Tierra, hecho inusitado hasta ese momento, como también lo fueron las determinaciones de las masas de los cuerpos del Sistema de Solar, de la Luna y también del Sol.

Funcionamiento de la

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