La Balanza De Cavendish

BALANZA DE CAVENDISH

En 1798, Henry Cavendish realizó la primera determinación de G en el laboratorio, partiendo de la fuerza entre masas esféricas situadas a corta distancia. Se sirvió de un método basado en el equilibrio de torsión. Dos pequeñas bolas de plomo, con una masa m, están sujetas a los extremos de una varilla ligera. Con su eje horizontal, esta pesa rígida se halla suspendida de una delgada fibra vertical. Dos grandes bolas de plomo y de masa M se ponen cerca de los extremos de la pesa, en lados opuestos. Cuando las grandes masas se encuentran en las posiciones A, atraen las masas pequeñas conforme a la ley de la gravitación; se ejerce u par sobre la pesa y lo hace girar en dirección contraria a las de las manecillas del reloj, como se ve desde arriba. La varilla alcanza una posición de equilibrio bajo las acciones contrarias del par gravitacional ejercido por las masas M y por el par restaurador ejercido por la fibra torcida. Cuando las masas grandes se hallan en las posiciones B, la pesa gira en dirección de las manecillas del reloj y alcanza una nueva posición de equilibrio. El ángulo 2que gira a la fibra cuando se mueven las bolas de una posición (AA) a otra (BB), se mide observando la deflexión de un haz de luminoso que se refleja contra un pequeño espejo sujetado a la varilla. El par y la fuerza gravitacional pueden calcularse partiendo de y de la constante torsional de la fibra (que se obtienen midiendo su periodo de oscilación). Se calcula G cuando se conocen los valores de las masas m y M, así como la separación de sus centros.

Los datos originales de Cavendish arrojan un valor de G de 6.75 X 10-11 N . m2/kg2. En casi 200 años desde esa época, muchas veces las mismas técnicas básicas que emplean el equilibrio de torsión se siguen aplicando para obtener esta medición; se obtiene así el valor aceptado de G, G = 6.673 X 10-11 N . m2/kg2, con una incertidumbre de + 0.010 X 10-11 N . m2/kg2, es decir cerca de +0.15%.

La masa de la Tierra puede determinarse mediante la ley de gravitación universal y el valor de G calculado a partir del experimento de Cavendish. Por tal razón se dice que Cavendish fue el primero en “pesar” la Tierra*.

MT = 5.98 x 1024 kg.

*En realidad, el título de la obra donde describió su experimento no se refería a la medición de G, sino a la determinación de la densidad de la Tierra basándose en su peso y volumen

http://robertoceti.wordpress.com/2009/12/06/experimento-de-cavendish-y-aplicacion-gravitacional-movimiento-orbital/

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