Balança de Torção

O que é a balança de torção?

Antigamente, nas primeiras atividades experimentais sobre eletricidade, os cientistas não possuíam ferramentas para auxiliá-los. Na década de 1780, dispositivos para gerar, armazenar e detectar eletricidade estática foram construídos, mas não havia maneira fácil de medir quantidades de cargas elétricas estáticas. Um engenheiro francês com interesse em eletricidade e magnetismo, Charles-Augustin de Coulomb, desenvolveu um dos primeiros instrumentos capazes dessa medir isso: a balança de torção.

A balança de torção de Coulomb consiste em várias partes pequenas. Dentro de uma caixa de vidro, que evita que a brisa ou outros fatores ambientais afetem os resultados, uma agulha pendurada em um fio, tipicamente de seda. Um tubo de vidro estreito se estende através da parte superior da caixa de vidro. No topo do tubo é uma esfera metálica, a partir da qual a agulha trava pelo fio.

Uma pequena esfera metálica está em uma extremidade da agulha, que pode balançar livremente devido ao seu estado suspenso. É importante dizer sobre a parte superior da caixa de vidro também é uma haste de metal com esferas metálicas em ambas as extremidades (uma dentro da caixa, uma fora).

Para usar a balança de torção, Coulomb seguraria um objeto perto da esfera metálica na extremidade superior da haste de metal. Qualquer carga realizada pelo objeto em estudo seria transferida para a esfera metálica e, em seguida, viaja ao longo da haste para a esfera na outra extremidade.

A carga pode afetar a agulha suspensa no caso, que em seu estado de repouso tocou a esfera inferior da haste. Então, qualquer carga nessa esfera passou para a esfera da agulha. Uma vez que a esfera da haste e a esfera da agulha se tornaram carregadas de forma semelhante, elas se afastaram.

A repulsão fez com que a agulha se movesse e o fio segurando-o para torcer. Essa ação é chamada de torção, daí o nome do instrumento. Para determinar a quantidade de torção ocorrida, Coulomb consultou uma pequena escala marcada em graus perto da extremidade superior do tubo de vidro estreito.

Uma segunda escala que circundava o próprio estojo de vidro permitiu que ele determinasse até que ponto a agulha se movia. Como Coulomb percebeu, quanto maior a carga, maior a torção e o deslocamento observado.

Um cientista anterior, John Michell, usou um instrumento semelhante para estudar a gravidade, mas o dispositivo não ganhou muita fama até que Coulomb o reinventou e o usou de maneira diferente.

Coulomb realizou estudos detalhados de forças eletrostáticas com a balança de torção que lhe permitiu oferecer a prova mundial da lei do quadrado inverso que hoje tem seu nome. De acordo com a lei de Coulomb, a força elétrica entre objetos é inversamente proporcional à distância entre os objetos.

Existe uma lei do inverso quadrado similar para a gravidade, mas a gravitação é influenciada pelas massas de objetos e não por suas cargas.

Depois que Coulomb publicou os resultados de suas investigações e uma descrição do equilíbrio de torção, cientistas de todo o mundo queriam a ferramenta.

Na verdade, a balança de torção tornou-se um dos instrumentos científicos mais populares para a graça dos laboratórios no final do século 18 e ao longo do século seguinte.

Fonte: Portal São Francisco