Experiência de Cavendish

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Física
\nabla \cdot \mathbf{B} = 0

\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}} {\partial t}

\nabla \cdot \mathbf{E} = \rho

\nabla \times \mathbf{B} = \frac{\partial \mathbf{E}} {\partial t} + \mathbf{J}
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A Experiência de Cavendish, realizada em 1797–1798 por Henry Cavendish, teve como objetivo determinar o valor da densidade da Terra. Cavendish publicou os resultados de seu experimento no Philosophical Transactions of the Royal Society em 1798. O valor obtido por Cavendish para a densidade da Terra foi 5,448 ± 0,033 vezes a densidade da água.

Apesar da constante gravitacional (G) ser um conceito desconhecido na época de Cavendish, seu experimento permitiu determinar o valor de G com uma diferença menor que 1% do valor aceito atualmente. Por isso, alguns físico atribuem a Carvendish a primeira medição da constante gravitacional.

Foi a primeira experiência capaz de medir a força gravitacional entre massas no laboratório, e a primeira capaz de conseguir valores acurados para a constante gravitacional e para a massa da Terra. Porém, o objetivo de Cavendish era saber o valor da densidade da Terra, que foi o que Cavendish reportou. A experiência foi projetada pouco antes de 1783 por John Michell, que construiu uma balança de torção para isso. Porém, Michell morreu em 1793 sem completar seu trabalho, e após sua morte, o aparelhou foi passado para Francis John Hyde Wollaston e então para Henry Cavendish, que reconstruiu o aparelho mas manteve-se próximo do plano original, o de Michell. Cavendish então, fez várias medições com o equipamente, e em 1798 reportou seus resultados no periódico Philosophical Transactions da Royal Society.

Não é incomum encontrar livros que erroneamente descrevem o trabalho de Cavendish como uma medição da constante gravitacional (G) ou da massa da Terra, e esse erro foi apontado por vários autores. Na realidade, o objetivo de Cavendish era medir a densidade da Terra, e mais tarde outras pessoas usaram seus resultados para calcular G. A primeira vez que essa constante foi usada foi em 1873, quase 100 anos depois da experiência de Cavendish. Os resultados de Cavendish também possibilitam calcular a massa da Terra. Ajudando-o também a descobrir a força da gravitação universal.

O experimento[editar | editar código-fonte]

O dispositivo construído por Cavendish era uma balança de torção feita de um bastão de madeira com dois metros de comprimento (1,8 m) suspenso por um fio, e a cada extremidade foi colocada uma esfera de chumbo com um diâmetro de 2 polegadas (51 mm) e peso de £ 1,61 (0,73 kg). Próximo a cada esfera foram posicionados duas bolas de chumbo de 12 polegadas (300 mm) e 348 libras (158 kg), a uma distância cerca de 9 polegadas (230 mm), e prendido no lugar com um sistema de suspensão independente. O experimento permitiria medir a atração gravitacional fraca entre as esferas pequenas e as maiores.

Cavendish, constatou que a densidade da Terra foi 5,448 ± 0,033 vezes a da água (devido a um erro de aritmética simples, encontrados em 1821 por F. Baily, o valor errado 5,48 ± 0,038 aparece na publicação de Cavendish).

Referências

Ver também[editar | editar código-fonte]