Cavendishov pokus

Cavendishov pokus [kæ'vəndiš~], pokus kojim je Henry Cavendish izmjerio (1797–98) gravitacijsku konstantu, što je omogućilo računanje Zemljine mase i srednje gustoće. Pokus s pomoću torzijske vage zamislio je, ali nije izveo John Michell.

Problem mjerenja gravitacijske konstante u samoj je prirodi gravitacijske sile: tijela male mase međudjeluju iznimno malom gravitacijskom silom.

Osnovni dijelovi opreme pokusa dvije su velike olovne kugle učvršćene na stalak s mogućnošću postupnog zakretanja, dvije male olovne kugle učvršćene na dva kraja štapa u sredini obješenoga na nit. Mjerenje se izvodi u kavezu kako bi se oprema zaštitila od vanjskih utjecaja (npr. olovne kugle ne smiju biti električki nabijene), mora se uzeti u obzir da se nit opire zakretanju. Kad se velike kugle dovoljno približe malim kuglama, male će kugle privući gravitacijska sila i nit na koju su obješene torzijski će se zakrenuti. Otklonom malih kugli do novoga ravnotežnoga položaja izjednačuju se moment koji stvara gravitacijska sila i protumoment torzijske sile niti. Kut zakretanja mjeri se s pomoću refleksije svjetlosti na malom zrcalu pričvršćenome na nit. Cavendish se u svom pokusu koristio štapom duljine oko 2 m, malim olovnim kuglama promjera oko 5 cm, dok je masa pojedine velike kugle iznosila gotovo 160 kg.

Torzijska konstanta niti κ ovisi o svojstvima niti i određuje se mjerenjem perioda titranja: Cavendishov pokus.jpg, gdje je I moment inercije sustava. Gravitacijska konstanta G dobiva se izjednačavanjem sile iz Newtonova zakona gravitacije F = Gm1m2/r² i torzijske sile iz Hookeova zakona za torzijsku vagu F = κθ/l, gdje su m1 i m2 mase kugli, r udaljenost između središta velikih i malih kugli, l udaljenost između središta malih kugli, θ kut zakretanja niti: G = κθr²/m1m2l.

Cavendishov pokus. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 16.6.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=70599>.