12.2. Experiência de Cavendish. Para usar a balança de Cavendish mostrada na Figura 12.4, suponha que , e a haste que conecta os pares de possui de comprimento. Se, em cada par, e estão a de distância de centro a centro, encontre a) a força resultante e (b) o torque resultante (em relação ao eixo de rotação) na parte rotatória do aparelho. (c) Você acha que o torque na parte (b) seria suficiente para girar facilmente a haste? Sugira modos de aperfeiçoar a sensibilidade do experimento.

Agora precisamos resolver o item (b), que é o torque na haste. Se você olhar a imagem 12.4 você vai conseguir ver como esse torque está sendo gerado, vou fazer uma ilustração

Olha só, o torque e gerado pela força de atração entre as massas, pois é essa força que faz a haste girar.

O torque é calculado do seguinte jeito

O é a força de atração, e é a distância entre onde a força está agindo e a haste, ou seja, metade da distância entre as massas. E olha só, temos uma simetria no problema, duas forças agindo na haste, uma de cada lado, ou seja, para descobrir o torque total é só fazer duas vezes o torque de uma das forças.

Agora substituindo

Agora para o item (c) a gente tem que discutir um pouquinho a eficiência do experimento, primeiro vamos falar sobre o torque, para a haste se mover, a força do torque tem que ser maior do que a força de atrito estático máxima, se não, a haste nem se move, e como o torque é bem fraquinho, a força de atrito tem que ser minimizada ou o torque maximizado, a força de atrito depende dos materiais que compões o sistema, agora a gente pode aumentar o torque aumentando a distância entre as massas ou mesmo aumentando o valor das massas.