balanza de cavedish
Páginas: 5 (1125 palabras)
Publicado: 29 de mayo de 2014
CONTENIDO
BALANZA DE CAVENDISH
I. OBJETIVO
Observar, conocer y comprobar el funcionamiento de la balanza de Cavendish.
II. INSTRUMENTO
Balanza de Cavendish.
III. FUNDAMENTO TEORICO
HENRY CAVENDISH.
Henry Cavendish (1731- 1810), físico y químico británico, estudió el aire y el hidrógeno, la composición del agua y la electricidad. No obstante, esconocido 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, por lo que muchos de sus descubrimientos no se conocieron hasta después de su muerte. Sunombre 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.
LA BALANZA DE GRAVITACION
La balanza de gravitación o también llamada de Cavendish construido en 1798 porHenry Cavendish, es un instrumento de medida muy sensible, el cual permite demostrar la atracción entre dos masas, además de determinar el valor de la constante de gravitación universal G. A partir de la Ley de gravedad de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol.
El instrumento construido por Cavendish,que partía de las investigaciones de otros científicos, consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies (casi 2 metros) de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca del par de esferas se disponían otras dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de labalanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir errores causados por corrientes de aire, Cavendish colocó 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 de gravitación universal. Dado que lafuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de gravitación permitió conocer la masa de la Tierra por primera vez: ¡Cavendish fue el primero en pesar la Tierra! También fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y del resto de cuerpos del Sistema Solar.
Para determinar el valor de la constante G,Cavendish realizó los siguientes cálculos:
El péndulo de torsión consta de un hilo de torsión cuya constante K es del orden 10-8 N·m. Por su extremo inferior sujeta a una varilla horizontal de masa despreciable que tiene dos pequeñas esferas de m=20 g de masa cada una y de 7.5 mm de radio. La distancia del hilo de torsión al centro de cada una de las esferas es d=50 mm. El péndulo oscila con unperiodo de aproximadamente, 10 minutos.
Estas pequeñas esferas son atraídas por dos esferas fijas de M=1.5 kg de masa y de 32 mm de radio.
Para determinar la constante G, mediante la balanza de gravitación es necesario medir la posición inicial y la final de equilibrio y el movimiento oscilatorio amortiguado entre estas dos posiciones. El ángulo entre estas posiciones de equilibrio es unamedida de la fuerza de atracción. Para medir el ángulo, se dispone de un haz laser que incide sobre un espejo cóncavo. La oscilación del péndulo, se observa indirectamente mediante el movimiento de la marca luminosa producida por el rayo reflejado en una regla graduada situada a L=4.425 m de distancia.
Posición inicial de equilibrio
En la posición inicial de equilibrio, debido a la fuerza de...
CONTENIDO
BALANZA DE CAVENDISH
I. OBJETIVO
Observar, conocer y comprobar el funcionamiento de la balanza de Cavendish.
II. INSTRUMENTO
Balanza de Cavendish.
III. FUNDAMENTO TEORICO
HENRY CAVENDISH.
Henry Cavendish (1731- 1810), físico y químico británico, estudió el aire y el hidrógeno, la composición del agua y la electricidad. No obstante, esconocido 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, por lo que muchos de sus descubrimientos no se conocieron hasta después de su muerte. Sunombre 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.
LA BALANZA DE GRAVITACION
La balanza de gravitación o también llamada de Cavendish construido en 1798 porHenry Cavendish, es un instrumento de medida muy sensible, el cual permite demostrar la atracción entre dos masas, además de determinar el valor de la constante de gravitación universal G. A partir de la Ley de gravedad de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol.
El instrumento construido por Cavendish,que partía de las investigaciones de otros científicos, consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies (casi 2 metros) de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca del par de esferas se disponían otras dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de labalanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir errores causados por corrientes de aire, Cavendish colocó 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 de gravitación universal. Dado que lafuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de gravitación permitió conocer la masa de la Tierra por primera vez: ¡Cavendish fue el primero en pesar la Tierra! También fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y del resto de cuerpos del Sistema Solar.
Para determinar el valor de la constante G,Cavendish realizó los siguientes cálculos:
El péndulo de torsión consta de un hilo de torsión cuya constante K es del orden 10-8 N·m. Por su extremo inferior sujeta a una varilla horizontal de masa despreciable que tiene dos pequeñas esferas de m=20 g de masa cada una y de 7.5 mm de radio. La distancia del hilo de torsión al centro de cada una de las esferas es d=50 mm. El péndulo oscila con unperiodo de aproximadamente, 10 minutos.
Estas pequeñas esferas son atraídas por dos esferas fijas de M=1.5 kg de masa y de 32 mm de radio.
Para determinar la constante G, mediante la balanza de gravitación es necesario medir la posición inicial y la final de equilibrio y el movimiento oscilatorio amortiguado entre estas dos posiciones. El ángulo entre estas posiciones de equilibrio es unamedida de la fuerza de atracción. Para medir el ángulo, se dispone de un haz laser que incide sobre un espejo cóncavo. La oscilación del péndulo, se observa indirectamente mediante el movimiento de la marca luminosa producida por el rayo reflejado en una regla graduada situada a L=4.425 m de distancia.
Posición inicial de equilibrio
En la posición inicial de equilibrio, debido a la fuerza de...
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