Ano 2022#gravitacao#forca-gravitacional

Sobre o tema

A constante gravitacional universal G é uma das constantes fundamentais da física, determinada pela primeira vez por Henry Cavendish em 1798 usando uma balança de torção. O experimento de Cavendish mediu a força gravitacional entre massas conhecidas, permitindo o cálculo de G. A balança de torção consiste em uma haste leve com duas massas suspensas por um fio, e a atração gravitacional de massas maiores causa uma torção no fio. O torque restaurador do fio é proporcional ao ângulo de deflexão. Este experimento é crucial para a compreensão da gravitação e para a determinação da massa da Terra.

Tópicos relacionados

  • Experimento de Cavendish
  • Balança de torção
  • Força gravitacional
  • Torque restaurador
  • Constante G

Enunciado

Em seu experimento para medir a constante gravitacional G, Henry Cavendish utilizou uma balanca de torcao composta por uma haste leve e longa, de comprimento L, com duas massas m em suas extremidades, suspensa por um fio fixado ao seu centro. Dois objetos de massa M foram aproximados as extremidades da haste, a haste sofreu um pequeno angulo de deflexao theta. Foi medida a distancia b entre os centros das massas m e M mais proximos. Quando torcido de theta, o fio gera um torque restaurador tau = -k*theta. Determine a expressao aproximada de G em termos dos parametros do sistema.

Alternativas

  • A)

    b^2*k / (4LMm)

  • B)

    b^2*k / (2LMm)

  • C)

    b^2*k / (LMm)

  • D)

    2b^2*k / (LMm)

  • E)

    4b^2*k / (LMm)

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Perguntas frequentes

Como Cavendish mediu a constante gravitacional G?

Ele usou uma balança de torção para medir a atração gravitacional entre massas de chumbo. O ângulo de torção do fio foi usado para calcular a força gravitacional e, consequentemente, G.

Qual é a importância da constante G?

G é essencial para calcular forças gravitacionais entre massas, como na lei da gravitação universal de Newton. Também permite determinar massas de corpos celestes, como a Terra.

O que é torque restaurador em uma balança de torção?

É o torque exercido pelo fio torcido que tende a retornar o sistema à posição de equilíbrio. É proporcional ao ângulo de torção (τ = -kθ).

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