FUERZAS Y CAMPOS DE OBJETOS ESFERICOS: EXPERIMENTO DE CAVENDISH

En esta ocasión hablaremos sobre el tema de gravitación universal y movimiento orbital, pero mas preciso hablaremos del experimento de Cavendish, sobre fuerzas y campos de cuerpos esféricos.

En 1797 y 1798, Cavendish confirmó la teoría de Newton y determinó la constante de la proporcionalidad en la Ley de Gravedad Universal de Newton. Su ingenioso experimento, basado en el trabajo de John Michell tuvo éxito en los dos aspectos. Para alcanzar esto, Cavendish creó la “balanza de torsión,” que consistía en dos masas a cada lado de una barra que estaba suspendida del techo con un delgado cable.

Atado al cable, había un espejo sobre el cual se reflejaba un rayo de luz. Cavendish puso una tercera masa cerca de una de las masas en la balanza de torsión. A medida que la tercera masa atraía una de las extremidades de la balanza de torsión, el aparato entero, incluido el espejo, rotaba ligeramente y el rayo de luz se desviaba. A través de cuidadosas medidas del desvío angular del rayo de luz, Cavendish era capaz de determinar la magnitud con la que la masa conocida atraía la masa nueva. Cavendish no sólo confirmó la teoría de Newton, sino que también determinó el valor de la constante gravitacional con una exactitud sorprendente.

Astutamente, Cavendish se refirió a su investigación como “Midiendo la masa de la tierra.” Ya que el había determinado el valor de G, podía realizar simples cálculos para determinar la masa de la tierra. De acuerdo a la Segunda Ley de Newton, la fuerza entre un objeto y la tierra es igual al producto de la aceleración (g) y la masa del objecto (m).

A principios de los años 1600, Galileo determinó que la aceleración de todos los objetos cerca de la superficie de la tierra, como g = 9.8 m/s2.

Poniendo esta ecuación igual a la Ley de la Gravitación Universal de Newton, Cavendish dedujo:

F=mg = Gmm2/(r2)²

donde m es la masa del objeto, m2 es la masa de la tierra, y r2 es el radio de la tierra. Resolviendo, la masa de la tierra tiene un valor de: 5.98 X 10^24 kg.

Cavendish determinó la masa de la tierra con gran exactitud.

También podemos usar esta relación para calcular la fuerza de atracción entre dos personas en extremos opuestos de un cuarto.

El experimento de Cavendish o de la balanza de torsión constituyó la primera medida de la constante de gravitación universal y, por ende, a partir de la ley de la gravitacion universal 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 consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó 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 la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de gravitación permitió determinar la masa de la Tierra por primera vez. Igualmente fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y los diferentes cuerpos del Sistema Solar.

Para que les quede un mas claro lo que es este aparato y la manera de utilizarlo les dejo un video practico y muy interesante.

Como ven aqui, el aparato es muy sencillo pero su aportacion a la ciencia fue de gran impacto.

En sintesis, Cavendish invento un aparato sencillo con el cual pudo darle un valor a la constante de la gravitacion universal, dando lugar a nuevos calculos y descubrimientos, como lo fue el calculo de la masa de la tierra.

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13 comentarios to “FUERZAS Y CAMPOS DE OBJETOS ESFERICOS: EXPERIMENTO DE CAVENDISH”

  1. Susana Says:

    Bueno en lo personal se me hizo muy bien tu investigación, ya que la informacion es clara y sobretodo los videos son de mucha ayuda para el entendimiento, en lo particualr me agrado el segundo video ya que es muy especifico con la informacion que contiene sobre como se obtuvo el peso de la tierra.

  2. lrta Says:

    Muy interesante el experimento de cavendish demostrando lo de Newton.
    Contiene muy buena informacion y los dos videos son buenos ,solo creo que te falto que le pusieras mas imagenes para que el tema se observara mas vistoso

  3. Aaron Arriaga Says:

    Es muy interesante el experimento de Cavendish ademas con esto se comprueba tambien la atraccion de masas, el tema es bueno pero el video no tanto.

  4. jh0nny Says:

    Mmm tu tema se me hace muy interesante y el hecho de que no utilices imágenes para apoyarte sino videos me parece muy buena idea ya que de esta forma se dejan más claro los conceptos en general haciendo más fácil la comprensión del tema, me gusto mucho en lo personal.

  5. monicabalvaneda Says:

    hola me gusta tu blog esta muy formal y de todos los temas que he visto el tuyo es el mas completo .

  6. Tgo. Luis Marron Says:

    Wow! Y quien dice que no había ingenieros en esa época… Ciertamente poder determinar la masa de la tierra y confirmar la ley de gravitación universal de Newton en un solo experiemento sin la tecnología de que disponemos actualmente, es cosa de grandes. Realmente quedo impactado al ver como estos grandes hombres de ciencia no encontraban barreras a la búsqueda del conocimiento.
    Muchas gracias por la aportación compañero!

  7. emmanueltadeo Says:

    Que tal compañero, tu investigacion hacerca del experimento de Cavendish contiene mucha informacion, los videos fueron bien elegidos, expresan bien lo que Cavendish quizo demostrar con sus calculos y experimentos.

  8. corjim Says:

    Aun pareciendo un tema poco de donde sacar informacion, lo lograste hacer, en realidad la informacion es muy buena y sobre todo de sencilla comprension. Las imaganes y el video son de mucha ayuda para comprender mas tu tema.

  9. zpike87 Says:

    Debo decir que planteas de una forma muy clara el tema que elegiste, sin duda alguna se ve que si investigaste bastante y lo pusiste de una manera facil para que el lector pudiera entender los conceptos que planteas y tambien pienso que las imagenes que tienes junto con los videos son de gran ayuda.

  10. tomygdl86 Says:

    pues estan muy geniales esos videos de proyectos y demostraciones de las leyes de la fisica aplicados en ellos
    tambien es muy exacta la informacion y detallada para poder ser explicada
    y muy interesante la teoria de cavendish
    espero y tambien te parezca interesante mi blog y mi informacion
    sin mas que decir por mi parte tu tema y forma de darle una explicacion es muy buena
    hasta luego
    atte: tomas

  11. horacio046 Says:

    Con la explicacion de tu tema nos puede quedar mas claro el tema de la ley de gravitacion universal aunque creo que le falto complementar un poco al no explicar las formulas en la que se baso aun asi es un buen tema para exponer para todos aquellos tengan interes sobre la fisica

  12. Enrique Ruiz S. Says:

    La informacion que incluiste esta realmente muy completa, en lo personal considero que abarcaste muy bien y detalladamente el tema ademas de usar un lenguaje facil de comprender. videos OK

  13. cesarsblog Says:

    hola bloger y visitantes
    me gustaria comentar en el cazo personal que el orden en que se anaden los videos del experimento me parece muy buena ya que la relacion quellevan ayuda a que no se creen confusiones y el tema pueda ser mas digerible y con respecto a las imagenes considero que un video bien direccionado dice mas que varias imagenes felisidadez te quedo muy bien!

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