balanza cavendish
UNIVERSIDAD JORGE BASADRE GROHMAN
LABORATORIO FISICA II
BALANZA DE CAVENDISH
Prof.: Abanto
Fecha entrega: 30/04/13
Turno: 11-1pm
Ing. Geológica-Geotecnia
OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento y como se comprueba con la balanza de Cavendish el valor de la constante de gravitación universal G.
INTRODUCCION
Henry Cavendish (1731- 1810), físico y químicobritánico, 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 masa de la Tierra, de donde puede extraerse el valor de la constante de gravitación universal G.
Cavendish heredó de su padre el interés por la ciencia, y fue su pasión durante sesenta años. No le preocupaba la fama y publicó poco, porlo que muchos de sus descubrimientos no se conocieron hasta después de su muerte. Su nombre se conmemoró en el Laboratorio Cavendish de Cambridge y en el famoso «Experimento Cavendish» que él mismo dirigió. Éste había sido concebido por su amigo John Michell, clérigo y geólogo perspicaz, que también diseñó el aparato, pero que murió antes de poder realizar el experimento.
Una versión inicial delexperimento 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 Henry Cavendish.
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 su aparato como él estaban muy capacitados para la tarea, y finalmente propusoque 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.
FUNDAMENTO TEORICO
La balanza de gravitación o también llamada de Cavendish, es un instrumento de medida muy sensible, el cual permite demostrar la atracción entre dos masas, además dedeterminar el valor de la constante de gravitación universal G.
El instrumento construido por Cavendish consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de 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 atraerlas masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitación a 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 degravitación 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 gravitación permitió determinar la masa de la Tierra por primera vez. Igualmente fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y los diferentes cuerpos del Sistema Solar.
PARTE EXPERIMENTAL
Para determinar el valor de la constanteG, Cavendish, a continuación pondré los cálculos que se hizo del experimento en otro laboratorio
EQUIPO
Componentes de la balanza de Cavendish
Hilo de torsión cuya constante K es del orden 10-8 N·m
Una Varilla Horizontal De Masa Despreciable
Dos Pequeñas Esferas De Masa Y Radio Conocidos
PROCEDIMIENTO
Colocar en los extremos de una vara unas esferas metálicas.
Suspender la...
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