Hvordan fandt Henry Cavendish ud af jordens densitet?

Henry Cavendish målte ikke direkte jordens densitet. Han målte faktisk tyngdekraften mellem to objekter , som gjorde det muligt for ham at beregne massen af ​​jorden . Dette kombineret med Jordens volumen gjorde det muligt for ham at beregne jordens jord . Her er hvordan:

Cavendishs eksperiment:

1. Apparatet: Han brugte en torsionsbalance , som bestod af en vandret stang ophængt med en tynd ledning. I enderne af stangen var to små blyfærer. To større blyfærer blev placeret i nærheden, en på hver side af de mindre kugler.

2. Måling af gravitationskraft: Tyngdekraften mellem de store og små kugler fik stangen til at rotere lidt. Cavendish målte omhyggeligt vinklen på denne rotation.

3. Beregning af tyngdekraften: Han brugte rotationsvinklen, den kendte afstand mellem kuglerne og egenskaberne ved ledningen til at beregne tiltrækningskraften.

4. Newtons Law of Universal Gravitation: Cavendish kendte kraften til tiltrækning mellem kuglerne var afhængige af deres masser og afstanden mellem dem. Han kendte også værdien af ​​gravitationskonstanten, som er en grundlæggende konstant i fysik. Ved at omarrangere Newtons lov om universel gravitation var han i stand til at løse for jordens masse.

5. Beregning af densitet: Han brugte den kendte jordmasse og dens volumen (som blev estimeret på det tidspunkt) til at beregne jordens densitet.

Betydning:

* Cavendishs eksperiment var den første til nøjagtigt at måle jordmassen.

* Det var et banebrydende eksperiment, der bekræftede Newtons lov om universel gravitation og banede vejen for yderligere forskning i gravitation.

* Det gav det første nøjagtige skøn over jordens densitet.

Vigtig note: Mens Cavendishs eksperiment ofte krediteres for at bestemme Jordens densitet, er det vigtigt at huske, at han faktisk beregnet Jordens masse. Densiteten blev derefter afledt under anvendelse af den beregnede masse og et allerede eksisterende estimat af Jordens volumen.