Wat is de torsiebalans?

Een torsiebalans is een apparaat uitgevonden om zeer kleine krachten zoals zwaartekrachten te meten tussen kleine massa's of magnetische krachten tussen geladen bollen.De torsiebalans bestaat uit een horizontale staaf met een identieke bol aan beide uiteinden.De horizontale staaf roteert op een draad die deze in het midden ondersteunt.Vaste, kleine bollen van identieke massa's of ladingen worden dicht bij de bollen geplaatst aan de uiteinden van de roterende staaf, trekken ze aan en veroorzaken de draad.De hoeveelheid draai in de draad kan vervolgens wiskundig worden omgezet in de hoeveelheid kracht tussen de stationaire bollen en die op de bewegende staaf.

Wanneer de massa's van de bollen in een torsiebalans bekend zijn, kunnen wetenschappers een zwaartekrachtconstante berekenenom in te voegen in de inverse vierkantswet van de zwaartekracht van Newton.Uit deze resultaten kunnen kleine krachten tussen onbekende massa worden afgeleid.De krachten tussen stationaire bollen van onbekende massa en de bewegende bollen van bekende massa worden gevonden door het aantal keren te observeren dat de horizontale staaf in een bepaalde tijd heen en weer zwaait.De frequentie van de heen en weerbeweging van de staaf is gerelateerd aan de torsiespanning in de draad, waaruit de onbekende krachten kunnen worden berekend.

In 1783 publiceerde een natuurkundige, Charles-Augustin de Coulomb, zijn ontdekking dat het omgekeerde vierkante wet, voor het eerst voorgesteld door Newton om zwaartekrachten te beschrijven, kan worden toegepast op aantrekkelijke of afstotende magnetische ladingen.In de wet van Coulomb vereiste aantrekkelijke of afstotende krachten tussen objecten, vanwege hun magnetische kenmerken, een constante, de Coulomb -krachtconstante.Wanneer de ladingen op de bewegende en vaste bollen van de torsiebalans bekend zijn, kan de constante worden berekend.Vervolgens kunnen vaste bollen van onbekende ladingen worden geïnstalleerd en kunnen aantrekkelijke of afstotende krachten tussen hen en de bewegende bollen worden berekend door de frequentie van heen en weer beweging van de horizontale staaf te meten.hun metingen.Wetenschappers merkten op dat door de horizontale staaf in de balans een eerste duw te geven, de extreem kleine weerstand van de metalen atomen in de dunne draad die de staaf ondersteunt, ertoe kan leiden dat deze horizontaal met een bepaalde snelheid horizontaal draait.De relatie tussen de torsiespanningen in de metaaldraad wanneer blootgesteld aan de oneindigse krachten tussen bolvormige lichamen blijft de onbekenden met meten in omgekeerde vierkante wetvergelijkingen met succes meten.