Objectif: Mesurer la force de gravité et déterminer la constante de gravitation avec la balance de torsion
de Cavendish
Un pendule de torsion sensible sur lequel est monté une paire de petites sphères en plomb constitue
le coeur de la balance de torsion de Cavendish. Ces petites sphères sont attirées par une paire de
grosses sphères en plomb. C’est pourquoi la position des grandes sphères détermine la position d’équilibre
du pendule de torsion. Lorsque les grosses sphères sont placées dans une deuxième position,
symétrique par rapport aux petites masses, le pendule de torsion, après une phase d’oscillation de
transition, prend une nouvelle position d’équilibre. Les deux positions d’équilibre et les dimensions
géométriques de l’agencement permettent de déterminer la constante de gravitation. L’équilibre entre
la force de gravitation et le couple de rappel du fil de torsion est un élément essentiel. Les oscillations
du pendule de torsion sont mesurées avec un capteur différentiel capacitif qui supprime la majeure
partie du bruit et des vibrations du signal. Le fil de tungstène du pendule est choisi si fin que l’oscillation
du pendule ne dure que quelques minutes, permettant ainsi d’observer plusieurs oscillations
autour de la position d’équilibre en l’espace d’une heure.