Neraca Cavendish dalam Pengukuran Konstanta Gravitasi Universal

Neraca Cavendish dalam Pengukuran Konstanta Gravitasi Universal Pengukuran Konstanta Gravitasi Universal- Nilai tetapan semesta G yang sebelumnya tidak dapat ditentukan oleh Newton, ditentukan melalui percobaan yang dilakukan oleh seorang ilmuwan Inggris bernama Henry Cavendish pada 1798 dengan ketelitian sebesar 99%. Percobaan yang dilakukan Cavendish menggunakan sebuah neraca yang disebut Neraca Cavendish. Neraca tersebut dapat mengukur besar gaya putar yang diadakan pada lengan gayanya. Gambar berikut adalah sketsa dari peralatan Cavendish yang digunakan untuk mengukur gaya gravitasi antara dua benda kecil. Gambar 2.8 Skema Neraca Cavendish Untuk memahami prinsip kerja lengan gaya yang terdapat pada Neraca Cavendish, perhatikanlah Gambar 2.9 berikut . Gambar 2.9 Skema lengan gaya pada neraca Cavendish dan uraian gaya gravitasi yang bekerja pada kedua jenis bola. Dua bola kecil, masing-masing dengan massa m1, diletakkan di ujung batang ringan yang digantungkan pada seutas tali halus. Di samping bola-bola kecil tersebut, digantungkan bola-bola besar dengan massa m2. Apabila tali penggantung massa m1 dipuntir dengan sudut sebesar θ dan besar m2, m1, serta jarak antara kedua massa itu (d ) diketahui, besarnya G dapat dihitung. Beberapa metode dan alat ukur telah dikembangkan oleh para ilmuwan untuk mendapatkan nilai konstanta gravitasi yang lebih akurat. Walaupun G adalah suatu konstanta Fisika pertama yang pernah diukur, konstanta G tetap merupakan konstanta yang dikenal paling rendah tingkat ketelitiannya. Hal ini disebabkan tarikan gravitasi yang sangat lemah sehingga dibutuhkan alat ukur yang sangat peka agar dapat mengukur nilai G dengan teliti. Hingga saat ini , nilai konstanta gravitasi universal G yang didapatkan oleh Cavendish, yaitu (6,70 ±0,48)× 10-11 Nm2/kg2 tidak jauh berbeda dengan nilai G yang didapat oleh para ilmuwan modern, yaitu 6,673 × 10-11 Nm2/kg2. Tabel 2.1 berikut memperlihatkan nilai konstanta gravitasi universal G yang dihasilkan oleh beberapa ilmuwan serta metode yang digunakannya. Tabel 2.1 Pengukuran G Pengamat Tahun Metode G 10-11 Nm2/kg2 Cavendish 1798 Timbangan torsi, penyimpangan 6,754 Poynting 1891 Timbangan biasa 6,698 Boys 1895 Timbangan torsi, penyimpangan 6,658 Von Eotos 1896 Timbangan torsi, penyimpangan 6,65 Heyl 1930 Timbangan torsi, periode Emas 6,678 Platinum 6,664 Kaca 6,674 Zahrandicek 1933 Timbangan torsi, resonansi 6,659 Heyl dan Chrzanowski 1942 Timbangan torsi, periode 6,673 Luter dan Towler 1982 Timbangan torsi, periode 6,6726