LA BALANZA DE TORSIÓN

Henry Cavendish mide la constante de gravitación universal (1798)

Cuando el físico inglés Isaac Newton dio a conocer sus leyes sobre la fuerza de gravedad, varios científicos intentaron medir la "la constante de gravitación universal", una constante presente en la naturaleza que determina la fuente de atracción gravitatoria entre los cuerpos, es decir, la fuerza que experimentan entre sí los objetos con masa. Ésta explica los grandes movimientos que se observan en el universo, como las órbitas de los planetas alrededor del Sol, y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. Conocerla significaba, por lo tanto, determinar las masas de esos cuerpos celestes. El primer intento formal de hallar esa constante en un laboratorio fue del inglés John Michell (1724-1793), quien elaboró una balanza de torsión. Ésta tiene una estructura simple. Consiste en una barra colgada de un hilo metálico que puede torcerse. Cuando la barra gira, el alambre tiende a regresarla a su posición original. Su mecanismo es muy sensible para medir fuerzas. Por ejemplo, puede colocarse una partícula cargada en un extremo de una barra y acercarle un imán para determinar su fuerza de atracción.

El modelo creado por Michell llegó a manos del físico Henry Cavendish (1731-1810), quien se inspiró en él para construir su balanza. Su estructura era una vara horizontal de dos metros de longitud, colgada de un hilo. En cada extremo había dos esferas metálicas de 5 cm de diámetro y 700 g de peso. A unos 23 cm de cada una colocó otras esferas del mismo material, pero de diferentes dimensiones (30 cm de diámetro y 150 kg). Su atracción sobre las esferas pequeñas hizo rotar el brazo del que estaban suspendidas y, en consecuencia, el hilo metálico. El brazo dejó de rotar cuando la fuerza de atracción gravitatoria entre las esferas grandes y las esferas pequeñas se equilibró. Al medir el ángulo de la barra y conocer el coeficiente de torsión (que mide la tendencia de una fuerza para hacer rotar a un objeto alrededor de un eje), logró determinar la fuerza entre los dos pares de esferas. El valor que obtuvo difiere por sólo 1 por ciento del que se conoce actualmente. Debido a que la fuerza de atracción de la Tierra sobre cualquier objeto que hay en su superficie puede medirse directamente, valiéndose de la constante que halló en su experimento, Cavendish pudo determinar las masas de la Tierra, el Sol y la Luna.

Fuente: Edición impresa Muy Interesante