什么是扭力天平(Torsion Balance)？

扭力天平是一种用来测量非常小的力的装置，比如小质量物体之间的引力或带电球体之间的磁力。扭力天平由一根两端都有一个相同球体的水平杆组成。水平杆在支撑它的中心的一根钢丝上旋转。固定的，相同质量或电荷的小球放在...

扭力天平是一种用来测量非常小的力的装置，比如小质量物体之间的引力或带电球体之间的磁力。扭力天平由一根两端都有一个相同球体的水平杆组成。水平杆在支撑它的中心的一根钢丝上旋转。固定的，相同质量或电荷的小球放在靠近旋转棒末端的球体的地方，吸引它们并使金属丝扭曲。然后，金属丝中的扭曲量可以数学上转换成静止球体和运动杆上球体之间的力的大小。当已知扭力天平中球体的质量时，然后科学家就可以计算出一个重力常数，并将其插入牛顿的万有引力平方定律中，通过观察水平杆在一定时间内来回摆动的次数，求出未知质量球与已知质量球之间的力，得出杆的往复运动频率与扭转力有关1783年，物理学家查尔斯·奥古斯丁·德库仑发表了他的发现，牛顿首次提出的描述引力的平方反比定律可以应用于引力或排斥性磁荷。在库仑定律中，引力或排斥力在物体之间，由于它们的磁性，需要一个常数，库仑力常数。当扭力天平的运动球体和固定球体上的电荷已知时，就可以计算出这个常数随后，可以安装带有未知电荷的固定球体，并通过测量水平杆来回运动的频率来计算它们与运动球体之间的吸引力或斥力。连续的扭力天平在测量中变得更加精密和精确。科学家们注意到通过对天平中的水平杆施加初始推力，支撑杆的细丝中金属原子的极小阻力可能使其以一定的速率水平来回转动。金属丝在受到球间无穷小力作用时的扭转应力关系物体继续成功地测量平方反比方程中的未知数。

发表于 2020-09-18 01:55
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分类：科学教育

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