הנרי קוונדיש (Henry Cavendish ) היה מדען בריטי שחי בין השנים 1731 ו1810. הוא היה מדען מטורף ככל שמדען מטורף יכול להיות. אין ספק שחיוו היו יכולים להיות קשים מאוד לולא נולד למשפחת אצילים עשירה (אימו הייתה הבת של דוכס קנט), דבר שאפשר לו לחיות ללא דאגות מצד אחד ולהתעלמות הסביבה מגחמותיו מצד שני. למרות יכולותיו הרבות הוא היה חסר כל יכולת לתקשורת חברתית וכמעט ומעולם לא נתפס מנהל שיחה; את כל התנהלותו מול משרתיו ביצע דרך פתקים. את האוניברסיטה למשל מעולם לא סיים כי לא היה מסוגל לעמוד מול מרציו ולהיבחן. לביתו הוא בנה כניסה צדדית שאפשרה לו להיכנס ולצאת כאוות נפשו מבלי שיראה.

בגלל שלא היו לו דאגות כלכליות הוא היה מסוגל להקדיש את כל זמנו להשביע את סקרנותו וזה בדיוק מה שהוא עשה. את כל מש שעשה, עשה מתוך סקרנות וכלל לא עניין אותו פרסום או קידום המדע בעולם. למרות שקוונדיש גילה דברים רבים (למשל בנושא החשמל, הרכב האוויר [הוא נחשב מגלה המימן], חום כמוס ועוד), רבים מרשימותיו ותגליותיו התגלו והתפרסמו רק לאחר עשרות שנים רבות; במקרים רבים כבר לא היה להם כל שימוש למעט העניין ההיסטורי בהם.

אחת הסיבות המרכזיות לפרסומו כיום הוא מכיוון שהוא סיפק את המדידה הראשונה המדויקת של מסת כדור הארץ. ניסוי זה קרוי ניסוי קוונדיש (למעשה הניסוי בוצע על מנת לגלות את צפיפות כדור הארץ).

קוונדיש השתמש במאזני פיתול כדי למדוד את המשיכה הכבידתית בין 2 כדורי עופרת (ע"פ חוקי ניוטון כוח המשיכה הפועל בין שני גופים הוא יחסי למסותיהם וקטן עם ריבוע המרחק ביניהם). הניסוי נערך בחדר אטום, כדי למנוע את השפעת האוויר על הניסוי ואת התצפיות ערך קוונדיש בעזרת טלסקופ.

מוט עץ אשר בכל קצה שלו היו כדורי עופרת נתלה ממרכזו לתקרת חדר. בסמוך לכל כדור עופרת שבקצה המוט הונח כדור עופרת מסיבי בהרבה (בערך פי 200). כוח המשיכה שפעל בין הגופים גרם לסיבוב קל של המוט.


התמונות נלקחו מויקיפדיה

[את מאזני הפיתול בנה חברו ג'ון מישל במטרה למדוד את צפיפות כדור הארץ אך הוא מת בטרם השלים את המשימה]. מהמשיכה בין 2 כדורי העופרת הוא חישב את קבוע הכבידה של ניוטון (G) ומכאן הוא הצליח לחשב את מסת כדור הארץ בדיוק מדהים (6,600 מיליארדי מיליארד טונות או 6.6 כפול 10 בחזקת 21 טונות). ערכו של קבוע הכבידה ויחידותיו הם:

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

7 תגובות

  • דניאל

    ניסוי קוונדיש

    אף על פי הנתונים הקיצוניים: כדורי עופרת ביחס משקלים של אחד למאתים ומרחק מינימלי בערך מילימטרי בין השניים לפי משוואת ניוטון נוצר כוח אפסי. האם אכן ניתן כוח או ומומנט אפסי זה למדידה בכליו של קוונדיש?
    האם ניוטון לפני קוונדיש ידע את הערך של G?

  • עמוס

    דיוק נמוך של הקבוע G

    יש לי נטיה להתעסק ביחידות יסוד ובקבועי יסוד.
    לגבי קבוע הגרביטציה G רציתי להעיר שידוע שקשה לקבוע אותו בדיוק גבוה מפני שבכל מדידה שנבצע על כדור הארץ ישנן השפעות מורכבות של כוכבי לכת ממערכת השמש ולכן בכל הטבלאות, G מופיע בדיוק של 2 עד שלוש ספרות אחרי הנקודה בעוד ששאר הקבועים (כמו למשל מטען האלקטרון)
    נקבעו בדיוק הרבה יותר גבוה.

    והשאלה שלי: היחידה של G היא ניוטון כפול מטר מרובע לחלק לקילוגרם בריבוע שזה שווה למטר מעוקב לשניה בריבוע מחולק לקילוגרם.
    היחידה הזאת ניתנת לפירוש כ"תאוצה של נפח" או "תאוצה של המרחב" ליחידת מסה. (השיעור של " תאוצת המרחב" הוא קטן מאד, כי G שווה ל 6.67 כפול 10 בחזקת מינוס 11) .
    האם יש ביחידה הזאת מישום רמז לתורת היחסות הכללית שטוענת שהמסה מעקמת את המרחב.

  • מאיר

    תגובה

    הקבוע ידוע בדיוק של על חמש ספרות אחרי הנקודה (ראה קישור בסוף התגובה).
    סיבה אפשרית אחת לדיוק הנמוך יותר הוא שזה קשור לכך שקבועים קוונטיים (כמו מסת ומטען האלקטרון) ניתן למדוד במעבדה, בעוד שאת קבוע הגרביטציה קובעים על סמך תצפיות אסטרונומית, שיש עליהם פחות בקרה.

    אפשרות נוספת היא שהקושי נובע בעיקר מזה שמדובר בכח חלש מאוד ולכן קשה מאוד למדוד אותו בדיוק גבוה. ישנן ניסויים לא מעטים המנסים למדוד גרביטציה בדיוק גבוה (בעיקר במרחקים קצרים מ1 מילימטר בערך) במטרה לבדוק האם התלות של כח הגרביטציה באחד חלקי המרחק ברבוע נשמרת (סטייה מתלות כזו תעיד על קיומם של מימדים נוספים). הקושי בניסויים כאלו מעידה על הקושי במדידה מדוייקת של הגרביטציה.

    תודה רבה ליהונתן שגב מהמחלקה לפיסיקה מעובה וואורי הירשברג מהמחלקה לפיסיקה למערכות מורכבות על העזרה בתשובה.
    קישורים:
    קבוע G
    http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Category?view=pdf&Frequently+used+co...

  • ירין

    אנטי כבידה

    האם תאורטית ניתן לבנות משטח נוגד כבידה אמיתי כלומר 0 גרביטציה ולא בעזרת כוחות מסויימים כגון אפקט משיינר?

  • מאיר ברק

    תשובה

    אפקט מסיינר (Meissner) מתייחס לריחוף של מגנט מעל מוליך על ואין כאן קשר לכבידה.

    מכיין שהכבידה הינה תוצאה ישירה של המסה (כנראה בגלל חלקיק היגס) הרי שכל מסה באשר היא תגרום לכבידה.
    ככול שהמסה גדולה יותר כך הכבידה הנגרמת על ידה גדולה יותר.

    לכן גם המשטח האנטי כבידתי עצמו, אם היה קיים, היה גורם לכבידה.
    אין כל דרך פלאית או טריק להתגבר על הכבידה.
    כדי להתגבר על הכבידה צריך לעשות עבודה ולהשקיע אנרגיה.

    קישורים:
    מרכז המיקרו-כבידה של נאסא
    http://www.pucrs.br/feng/microg/en/

  • אלירן

  • אמיל

    הערך של קבוע הגרביטציה (G) נקבע אמפירית

    הערך של קבוע הגרביטציה (G) נקבע אמפירית ע"י ניסויים ומדידות.
    זהו אחד מהקבועים היסודיים שמתארים את היקום שבו אנחנו חיים והוא לא נובע מקבועים אחרים ולא ניתן להסיק את ערכו מהם.