Questão 5 ITA 2022 · Vestibular 2022 · 1ª fase: Gravitação

Se necessitar, use: \(g=10\) m/s²; 1 UA \(=d_{Terra-Sol}=\) 150 milhões de quilômetros; \(c=3{,}0\times10^8\) m/s.

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 \(\Delta\phi\) 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 \(\phi\), o fio gera um torque restaurador \(\tau=-\kappa\phi\).