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Balança de torção

Balança de torção

A força pode ser medida avaliando a torção do fio numa balança de torção.

Física

Palavras-chave

balança de torção, fio de torção, Coulomb, Cavendish, Eötvös, constante gravitacional, interação eletrostática, gravidade, gravitação, torque, força, massa, carga, massa inercial, massa gravitacional, torção, equilíbrio, telescópio, depósito de minério, jazida de petróleo, mecânica, física

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Cenas

Balança de torção

  • Balança de Coulomb - A balança de torção construída por Charles Coulomb (1736 - 1806) é usada para medir a interacção eletrostática.
  • Balança de Cavendish - A balança de torção construída por Henry Cavendish (1731 - 1810) é usada para medir a força gravitacional.
  • Balança de Eötvös - A balança de torção construída por Loránd Eötvös (1848 - 1919) é usada para medir a força gravitacional. Foi utilizada para encontrar depósitos de petróleo e de minério e para mapear recursos subterrâneos. Pela utilização do equilíbrio, Eötvös provou que a massa gravitacional e a massa inercial de um material são proporcionais. Este é um dos pressupostos básicos da teoria geral da relatividade de Einstein.

Balança de Coulomb
A balança de torção construída por Charles Coulomb (1736 - 1806) é usada para medir a interacção eletrostática.

Balança de Cavendish
A balança de torção construída por Henry Cavendish (1731 - 1810) é usada para medir a força gravitacional.

Balança de Eötvös
A balança de torção construída por Loránd Eötvös (1848 - 1919) é usada para medir a força gravitacional.
Foi utilizada para encontrar depósitos de petróleo e de minério e para mapear recursos subterrâneos. Através do uso da balança de Eötvös, provou-se com alta precisão que a massa gravitacional e a massa de inércia de um material são proporcionais. Este é um dos pressupostos básicos da teoria geral da relatividade de Einstein.

Balança de Coulomb

  • carga de teste - Um aumento de carga faz com que o fio de torção torça mais.
  • fio de torção - As forças de atracção e repulsão causam um aumento de torção e induzem tensão de torção. Quando a tensão de torção equilibra o torque, a balança atinge um equilíbrio. Maior força electrostática requer maior torção para a balança e, por conseguinte, a amplitude da força é proporcional ao ângulo de torção.
  • esfera de cobre carregado

A balança de torção construída por Charles Coulomb (1736 - 1806) é usada para medir a interacção eletrostática.

A interacção eletrostática faz com que o fio de torção torça e induza tensão de torção. Quando a tensão de torção equilibra o binário resultante da interacção electrostática, a balança atinge um equilíbrio. Maior força electrostática requer mais torção no fio de torção para o equilíbrio, pelo que a magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção.

Balança de Cavendish

  • fio de torção - A força gravitacional entre as esferas faz com que elas rodem e induzam tensão de torção nas mesmas. Quando a tensão de torção equilibra o torque resultante da força gravitacional e a balança atinge um equilíbrio. Quando os objectos são mais pesados, uma maior torção é necessária para o equilíbrio. A magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção; se a massa dos objectos for conhecida, a constante gravitacional pode ser calculada.
  • telescópio - A torção da balança é observada através deste.
  • olhando pelo telescópio

A balança de torção construída por Henry Cavendish (1731 - 1810) é usada para medir a força gravitacional.

A força gravitacional faz com que o fio de torção torça e induza tensão de torção. Quando a tensão de torção equilibra o binário resultante da força gravitacional, a balança atinge um equilíbrio. Quando a força é maior, é necessária uma maior torção para o equilíbrio. A magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção. O valor da constante gravitacional pode ser determinada com a ajuda da balança de torção de Cavendish: é cerca 6,67 ∙ 10⁻¹¹ (N ∙ m²) / kg².

Balança de Eötvös

  • telescópio - A torção da balança e, portanto, a rotação do espelho é observada através deste. Quando o espelho roda, a imagem da escala também é deslocada.
  • escala - A sua imagem é reflectida pelo espelho para o telescópio. Quando o fio de torção torce o espelho, ele roda e, portanto, a imagem da escala visto através do telescópio é deslocado.
  • espelho - Quando o fio de torção é torcido, gira e verifica-se uma alteração no ângulo de reflexão de luz. Por conseguinte, a imagem da escala é deslocado, o que é observado através do telescópio.
  • fio de torção - Devido à variação espacial, irregularidades nas forças diferentes do campo gravitacional. afetam as duas massas. Os fios de torção de platina-irídio torcem e a tensão da torção surge. Quando a tensão de torção equilibra o torque resultante da força gravitacional, a balança atinge um equilíbrio. A magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção.

A balança de Eötvös é uma variação melhorada, muito sensível às balanças de torção anteriores, desenvolvidas por Loránd Eötvös (1848-1919), um físico húngaro. Como ele escreveu: 'É uma balança de Coulomb com uma forma especial, é só isso."

O fio de torção é feito de platina e a sua torção, embora pequena, pode ser observada com a ajuda de um espelho. A rotação do contrapeso é causada pelas mudanças de densidade de estratos rochosos subjacentes e é por isso que foi muito utilizado na exploração petrolífera e mineral.

A balança de torção Eötvös também é adequada para determinar a relação entre massa pesada e massa inercial de um material. As experiências de Loránd Eötvös provaram com alta precisão que estas duas massas são, de facto, a mesma. Este resultado foi o pressuposto básico da teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

Animação

Narração

A balança de torção construída por Charles Coulomb (1736 - 1806) é usada para medir a interacção eletrostática.

A interacção eletrostática faz com que o fio de torção torça e induza tensão de torção. Quando a tensão de torção equilibra o binário resultante da interacção electrostática, a balança atinge um equilíbrio. Maior força electrostática requer mais torção no fio de torção para o equilíbrio, pelo que a magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção.

A balança de torção construída por Henry Cavendish (1731 - 1810) é usada para medir a força gravitacional.

A força gravitacional faz com que o fio de torção torça e induza tensão de torção. Quando a tensão de torção equilibra o binário resultante da força gravitacional, a balança atinge um equilíbrio. Quando a força é maior, é necessária uma maior torção para o equilíbrio. A magnitude da força é proporcional ao ângulo de torção. O valor da constante gravitacional pode ser determinada com a ajuda da balança de torção de Cavendish: é cerca 6,67 ∙ 10⁻¹¹ (N ∙ m²) / kg².

Desenvolvida pelo físico húngaro Loránd Eötvös, a balança de Eötvös é uma variação melhorada e muito sensível das balanças de torção anteriores. Como ele escreveu: 'É uma balança de Coulomb com uma forma especial, é só isso."

O fio de torção é feito de platina e a sua torção, embora pequena, pode ser observada com a ajuda de um espelho. A rotação do contrapeso é causada pelas mudanças de densidade de estratos rochosos subjacentes e é por isso que foi muito utilizado na exploração petrolífera e mineral.

A balança de torção Eötvös também é adequada para determinar a relação entre massa pesada e massa inercial de um material. As experiências de Loránd Eötvös provaram com alta precisão que estas duas massas são, de facto, a mesma. Este resultado foi o pressuposto básico da teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

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