Cavendish - La constante de gravitación universal

En esta entrada vamos a hablar de Henry Cavendish, un filósofo natural, científico y químico. Cavendish, gracias a un experimento descubrió la constante de gravitación universal, que desde entonces ha sido utilizada innumerables veces para todo tipo de problemas. Se unió a la Royal Society de Londres en 1760, al igual que Newton 88 años antes.

1- 
La “Royal Society of London for Improving Natural Knowledge” fue creada alrededor del año 1660, fue la primera sociedad de Europa. Los miembros consistían en hombres de clase elevada dedicados a la filosofía natural y a debatir sobre descubrimientos científicos. En las reuniones, que se celebraban en lugares selectos de Londres, invitaban a científicos prestigiosos de la época para exponer sus teorías y experimentos.

2- 
Podéis encontrar un diagrama de sectores con los gases que hay en el aire aquí.
La teoría del filósofo intentaba explicar el fenómeno de la combustión y la causa de que algunos elementos fueran inflamables y otros no.

3-
El hidrógeno es un elemento peculiar, el único que no pertenece a ninguno de los grupos de la tabla periódica, siendo representado muchas veces con los metales alcalinos, otras veces con lo halógenos o simplemente se aisla de todos ellos.
De acuerdo a que Cavendish realizó experimentos en el campo de la química, hablaré de las propiedades químicas:

En condiciones normales, el hidrógeno es un gas incoloro, inodoro y sin sabor.

Es la molécula más pequeña conocida.

La densidad del hidrógeno es de 76 Kg./m^3, y cuando se encuentra en estado de gas, la densidad es de 273 kg./ L.

Posee una gran rapidez de transición, cuando las moléculas se encuentran en fase gaseosa. Debido a esta propiedad, hay ausencia casi total, de hidrógeno en la atmósfera terrestre.

Facilidad de efusión, así como también de difusión.

Optima conductividad calorífica

Punto de fusión de 14025 K.

Punto de ebullición de 20268 K.

La composición del agua: El agua está formada por átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos mediante enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Cavendish junto con otro químico fueron quienes determinaron la estructura del agua.

Vídeo:https://www.youtube.com/watch?v=O0D8mjuhCjs

4-

El calor específico es la cantidad de energía que intercambia un kilogramo de una determinada sustancia cuando se modifica en un kelvin su temperatura. Su unidad es 

J/kg K.

Cuánto mayor sea el calor específico más energía será necesaria para que la temperatura de la sustancia aumente y más energía desprende cuando se enfría en esa misma proporción---cuanto mayor sea la energía transferida más rápidamente venía la temperatura.

Como conclusión, la cantidad de energía transferida por medio de calor se puede calcular mediante la siguiente ecuación:Q=mc(T2-T1)

5-
La ley de Coulumb expresa que la intensidad de la fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
La ley de Coulumb expresa que la Intensidad de la fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Es parecida a la Ley Gravitacional Universal ya que ambas muestran mediante una ecuación matemática muestran el comportamiento de dos fuerzas fundamentales. Otra similitud es que ambas fuerzas son directamente proporcionales a las materias e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia. 
Sin embargo, no es del todos la misma. Una de las grandes diferencias es que la ley de Coulumb es para cargas eléctricas y no para masas, esto hace que en la ley de Coulumb las cargas puedan ser negativas mientras que las masas no lo pueden ser, al igual que las fuerzas pueden no ser solo atractivas, también pueden ser repulsivas (en la ley de Coulumb). Por último, otra diferencia es que la magnitud de la constante gravitacional, G, es muy pequeña en comparación con la constante K, lo que indica que la fuerza eléctrica es más intensa que la gravitacional.

6- 
Un condensador es un dispositivo que almacena cargas eléctricas, se dice que dos cuerpos forman un condensador cuando entre ellos existe un campo eléctrico. En general un condensador se compone de dos conductores aislados separados por un dieléctrico.

7-

El  termómetro funciona respetando la dilatación térmica del metal. Algunos metales (con diferencias de grado entre sí) se dilatan cuando son expuestos al calor, y el mercurio es muy sensible a la temperatura del ambiente. Por ello, los termómetros están generalmente fabricados con mercurio, pues éste se dilata cuando está sujeto al calor y ello nos permite medir su dilatación en una escala.
Cuando el mercurio  en el interior del termómetro recibe calor, éste experimenta una dilatación que hace que recorra el tubo del termómetro en el que está contenido. Así, cuando el mercurio atraviesa la escala numérica, podemos medir la temperatura de los que estemos mediendo.

En general la escala más utilizada es Celsius, en el que se asigna el valor 0 a la temperatura de fusión del hielo y el valor 100 a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre 0 100 se divide en 100 partes iguales y cada parte es un grado Celsius. También existe la escala Fahrenheit, que todavía se utilza en los àíses anglosajones, a los dos estados de referencia vistos anteriormente les corresponde los valores de 32 y 212, se divide en 180 partes iguales y cada parte es un grado Fahrenheit.
Por último también está la escala absoluta de temperaturas propuestas por Kelvin en 1854. SE asigna el valor 0 a la temperatura más baja que puede existir.

8-
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas masas materiales de un cuerpo.

Experiencia 1                                  











Experiencia 2

9-

Para calcular la constante de gravitación universal hizo falta que Cavendish realizara un experimento usando una balanza de torsión que el mismo creó.
La balanza era el principal utensilio para este experimento, era una balanza muy sensible que sostenida por el techo de un cubo de madera o plástico. Sostiene dos esferas de plomo grandes y otras dos de menor tamaño que las anteriores, provocando una interacción entre las dos bolas pequeñas hacia las grandes. Estas bolas no debían ser de materiales que tuvieran magnetismo (hierro y acero) porque entonces se produciría el magnetismo y los dos metales influirían en el campo magnético terrestre. Cada bola es sostenida por un palo paralelo a la otra bola que que atraviesa el cubo. Más adelante se proyecta un haz de luz a un espejo que está en el punto medio de la barra que sostiene las esferas menores y al hacer girar las esferas grandes con una palanca se produce la interacción con las esferas de menor tamaño haciendo que el haz se mueva. A continuación esta desviación se mide dentro de la caja y así se conoce la densidad que da paso a la constante de gravitación universal. Cavendish tuvo que utilizar un telescopio, montado fuera del cuarto en el que se encontraba la balanza para leer minuciosamente el movimiento de las bolas y que se iluminaba mediante un estrecho haz de luz dirigido desde fuera del cuarto. No podía medir la distancia en la misma habitación porque él, al tener masa atraería también a las bolas y no conseguiría un resultado tan exacto. Además lo midió en un cuarto preparado para que no hubiera rozamiento con el viento.


10-
Como hemos dicho antes, en el experimento de Cavendish no se podían usar materiales magnéticos como el acero y el hierro porque influirían el campo magnético. Para entender esto hay que tener claro que es el magnetismo. El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. No solo el hierro y el cobalto son materiales magnéticos, el níquel, el cobalto y la hematita también producirían cambios en el experimento que no eliminaría la exactitud del resultado.
atracción.repulsión.
He aquí un ejemplo de magnetismo en el agua: https://www.youtube.com/watch?v=aPkqflLmjrw