balanza de torsion

Gómez Espinosa José Manuel. Estática. Grupo: 29. 4-Febreor-15 Tarea 1.
Experimento de la balanza de torsión de Henry Cavendish.

Semblanza:
Henry Cavendish (1731- 1810), físico y químico británico, estudió el aire y el hidrógeno, la composición del agua y la electricidad. No obstante, es conocido sobre todo por haber determinado el valor de la densidad y la masade la Tierra, de donde puede extraerse el valor de la constante de gravitación universal G.

Experimento de la balanza de torsión.
El experimento de la balanza de torsión o experimento de Cavendish constituyó la primera medida de la constante de gravitación universal y, por ende, a partir de la Ley de gravedad de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, laprimera determinación de la masa de los planetas y del Sol. Una versión inicial del experimento fue propuesta por John Michell, quien llegó a construir una balanza de torsión para estimar el valor de la constante de gravedad. Sin embargo, murió en 1783 sin poder completar su experimento y el instrumento que había construido fue heredado por Francis John Hyde Wollaston, quien se lo entregó a HenryCavendish. Cavendish se interesó por la idea de Michell y reconstruyó el aparato, realizando varios experimentos muy cuidadosos con el fin de determinar G. Sus informes aparecieron publicados en 1798 en la Philosophical Transactions de la Royal Society. La gravedad es una fuerza débil, y las mediciones que Cavendish se proponía realizar eran tan sutiles que casi desafiaban la credulidad. Pero tanto suaparato como él estaban muy capacitados para la tarea, y finalmente propuso que la densidad de la Tierra era de 5,48 veces la densidad del agua. Resultaba un 20 % mayor que lo obtenido en el experimento de Schiehallion, y dentro del 1 % de margen de error que se acepta hoy día. Tras su muerte se descubrió que había cometido un error en sus cálculos, sin el cual el resultado habría llevado a un 1,5% de error sobre el valor correcto, pero dado que la atracción que ejercían unas bolas sobre las otras era únicamente de 1!50.000.000 parte de la que la Tierra ejercía sobre ellas, se le puede perdonar la inexactitud.
Objetivo: Conocer el funcionamiento y como se comprueba con la balanza de Cavendish el valor de la constante de gravitación universal G.
Metodología:
1. Colocar en los extremosde una vara unas esferas metálicas.
2. Suspender la vara con la ayuda de un largo hilo y un soporte.
3. En un palo de madera grueso, con una base que permita el movimiento, colocaremos en los extremos unas esferas de plomo.
4. Al centro de la vara donde van las esferas metálicas, colocaremos un espejo.
5. En frente del espejo a una distancia aproximadamente de 4 metros colocaremos unláser.
6. A .5m del láser colocaremos una regla la cual indicará el ángulo de inclinación, procurando que la regla esté alineada con el espejo y el láser estando en 0cm.
7. Para impedir que aire afecte el experimento lo realizaremos en un cuarto cerrado.

Marco Teórico y desarrollo:
El instrumento construido por Cavendish consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis piesde longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitacióna prueba de viento y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un telescopio.
A partir de las fuerzas de torsión en el hilo y las masas de las esferas Cavendish fue capaz de calcular el valor de la constante de gravitación universal. Dado que la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de...