Чтобы оценить модуль силы гравитационного взаимодействия между двумя свинцовыми шарами в опыте Кавендиша, мы можем воспользоваться законом всемирного тяготения Ньютона. Закон гласит, что сила гравитационного взаимодействия ( F ) между двумя точечными массами ( m_1 ) и ( m_2 ), разделенными расстоянием ( r ), определяется формулой:
[
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}
]
где ( G ) — гравитационная постоянная, численно равная ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \, \text{кг}^{-1} \, \text{с}^{-2} ).
Для нашего случая:
- Масса каждого шара ( m_1 = m_2 = 1 \, \text{кг} ).
- Расстояние между центрами шаров ( r = 0.2 \, \text{м} ).
Подставим эти значения в формулу:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \, \frac{1 \times 1}{0.2^2} \, \text{Н}
]
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \, \frac{1}{0.04} \, \text{Н}
]
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \times 25 \, \text{Н}
]
[
F = 1.6685 \times 10^{-9} \, \text{Н}
]
Таким образом, модуль силы гравитационного взаимодействия между двумя свинцовыми шарами массой по 1 кг каждый, находящимися на расстоянии 20 см друг от друга, составляет примерно ( 1.6685 \times 10^{-9} \, \text{Н} ). Эта сила чрезвычайно мала, что подчеркивает, насколько слабым является гравитационное взаимодействие по сравнению с другими фундаментальными силами.