اطلاعات اولیه
ترازوی کاوندیش وسیله‌ای است که برای بررسی تجربی
قانون جهانی گرانش نیوتن بکار می‌رود. نیوتن قانون گرانش خود بیان می‌کند که هر گاه دو ذره به جرمهای m
1 , m
2 به فاصله r از یکدیگر قرار گیرند، این دو نیرو جاذبه‌ای بر یکدیگر وارد می‌کنند که این نیرو با حاصل ضرب اندازه دو جرم نسبت مستقیم و با مجذور فاصله بین آنها نسبت عکس دارد. اما این تناسب را می‌توان تعریف یک ثابت تناسب در تساوی تبدیل نمود.
این ثابت را ثابت جهانی گرانش می‌گویند. برای تعیین مقدار ثابت جهانی گرانش که ان را با G نمایش میدهیم، باید نیروی جاذبه میان دو جرم را
اندازه گیری کنیم. نخستین اندازه گیری دقیق
لورد کاوندیش در سال 1798- 1177 انجام داد. در قرن نوزدهم نیز
پوئین تینگ و
بویز (Boys) اصلاحات مهمی در این اندازه گیری انجام دادند. مقدار پزفته شده برای G در دستگاه SI برابر مقدار زیر است.
قسمتهای مختلف ترازوی کاوندیش
دو گلوله به جرم m
دو گلوله کوچک هر به یک جرم m ، به دو انتهای یک میله سبکی متصل می‌شوند. این میله ، دمبل صلبی است که محورش افقی است و توسط یک رشته نازک قائم آویزان شده است.
دو گلوله بزرگ به جرم M
دو گلوله بزرگ هر کدام به جرم M ، که در نزدیک دو سر دمبل و در دو طرف مخالف قرار داده شده‌اند. این دو گلوله نیز بر روی یک میله افقی قرار گرفته‌اند و نقطه وسط این میله بر روی تکیه گاهی قرار گرفته است، به گونه‌ای که می‌تواند آزادانه بچرخد. نقطه وسط این میله درست در راستای مرکز دمبل و در زیر آن قرار دارد.
آینه کوچک
این آینه کوچک بر روی رشته نازک و کمی بالاتر از دمبل قرار دارد. از طریق یک
چشمه نور ، بر این آینه نور تابیده می‌شود، نور منعکس شده از آینه بر روی یک مقیاس شیشه‌ای می‌افتد و به این وسیله میزان انحراف
آینه (یا زاویه چرخش) آن قابل اندازه گیری است.
شرح کار ترازوی کاوندیش
هر گاه میله‌ای که دو جرم بزرگ m بر روی آن قرار گرفته‌اند، جرمهای بزرگ M در نزدیکی جرمهای کوچک m قرار گیرند، در این صورت بر اساس قانون جهانی گرانش نیوتن ، بر گلوله‌های کوچک نیرو جاذبه‌ای وارد می‌شود، این امر باعث چرخیدن دمبل و در نتیجه تاب خوردن رشته نازک و چرخش آینه می‌شود. با استفاده از شیشه مدرج می‌توان میزان انحراف آینه (زاویه α) را هنگام چرخش گلوله‌های کوچک اندازه گیری نمود.
اگر جرمها و فاصله میان آنها و نیز ثابت پیچشی رشته معلوم باشد، می‌توانیم مقدار G را از روی زاویه پیچش اندازه گیری و محاسبه کنیم. در اینجا نیروی جاذبه بسیار کوچک است، لذا اگر بخواهیم پیچش قابل مشاهده باشد، باید ثابت پیچشی رشته فوق العاده کوچک باشد. همچنین در ترازوی کاوندیش جرمها مسلما ذره نیستند، بلکه اجسامی بزرگ می‌باشند. اما چون این جرمها کره‌های یکنواختی هستند، لذا از لحاظ گرانشی طوری رفتار می‌کنند که گویی تمام جرم آنها در مرکزشان متمرکز است.
مباحث مرتبط با عنوان
