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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) 2021

Questão 5 — Física: Gravitação — Balança de Torção de Cavendish

Física Gravitação — Balança de Torção de Cavendish

ITA 2021 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2022 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

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 Δφ 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 φ, o fio gera um torque restaurador τ = −κφ. Determine a expressão aproximada de G, em termos dos parâmetros do sistema.
Haste de comprimento L com massas m nas extremidades, girada de um pequeno ângulo Δφ em relação à linha vertical tracejada; duas massas M, cada uma a uma distância b da massa m mais próxima.
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Gabarito: C

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA — Vestibular 2022 — 1ª fase