Em seu experimento para medir a constante gravitacional G, Henry Cavendish utilizou uma balança de torção 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 às extremidades da haste, conforme mostra a figura abaixo, de tal forma que a haste sofreu um pequeno ângulo de deflexão ∆∅ a partir da posição inicial de repouso, e foi medida a distância b entre os centros das massas m e M mais próximos. Quando torcido de um ângulo ∅, o fio gera um torque restaurador
τ=− ∅k .
Determine a expressão aproximada de G, em termos dos parâmetros do sistema.
RESPOSTA:
Letra C.
Para que o sistema esteja em equilíbrio, o torque gerado pelo fio torcido tem que ser igual ao torque gerado pelo binário formado pelas forças gravitacionais (desprezando-se a atração entre as massas mais distantes).
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