Torsjonsvekt

En torsjonsvekt, eller torsjonspendel, er et vitenskapelig instrument som er egnet til måling av svært små krefter. Instrumentet oppfinnelse tilskrives i første rekke Charles-Augustin de Coulomb i 1777. Uavhengig av Coulomb ble en tilsvarende løsning oppfunnet av John Michell i 1783.  
De mest kjente anvendelsene er da Coulomb målte elektrostatiske krefter mellom ladninger og formulerte Coulombs lov og Henry Cavendish i 1798 da han målte Jordens gjennomsnittlige tetthet og masse i det som siden er kjent som Cavendish-eksperimentet.
Cavendish-eksperimentet er senere blitt kjent som en metode for å finne en verdi for gravitasjonskonstanten G selv om Cavendish selv ikke anga noen verdi for G. En særegenhet ved torsjonsvekten i denne utførelsen er at den måler gravitasjon mellom masser på Jordens overflate uten at Jordens gravitasjon inngår i målingen.
En torsjonsvekt består av en stav eller bom opphengt på midten i en tynn fiber eller streng. Denne meget tynne fiberen fungerer som en meget svak torsjonsfjær. Dersom bommen påvirkes av en svak kraft vinkelrett på bommens ender, vil bommen dreie inntil torsjonskreftene i fiberen balanserer de yte kreftene. Vinkelutslaget er proporsjonalt med den påførte kraft. Følsomheten til instrumentet bestemmes ved valg av fjærkonstanten i opphengsfiberen. En svak torsjonskonstant vil gi et tilsvarende stort utslag selv ved små kraftpåvirkninger.
I Coulombs eksperiment var torsjonsvekten bygget opp med en elektrisk isolerende bom med en metallplettert kule i hver ende opphengt i en silketråd. Kulen ble ladet med en kjent elektrisk ladning. En tilsvarende kule ble ladet med samme polaritet og bragt nær kulen i vekten. Kulene vil frastøte hverandre. Ved å måle vinkelutslaget kunne Coulomb beregne kraften mellom kulene. Ved gjentatte målinger med forskjellige ladninger og avstander beviste han det som nå er kjent som Coulombs lov.
For å kunne måle en ukjent kraft må en imidlertid først kjenne torsjonskoeffisiente eller fjærkonstanten for den anvendte fiberen. Dette er svært vanskelig å måle direkte på grunn av at kreftene er så små. Cavendish fant imidlertid en metode som senere er blitt enerådende; han målte resonansperioden til vekten. Hvis bommen uten andre påvirkninger bringes ut av likevekt og slippes vil den svinge langsom frem og tilbake som en harmonisk oscillator. Svingefrekvensen er bestemt av bommens treghetsmoment og fiberens elastisitet. Siden bommens samlede treghetsmoment kan beregnes etter enkle geometriske målinger kan torsjonskoeffisienten bestemmes. Torsjonskoeffisienten kan være forskjellig for vridning med eller mot urviseren. Det er derfor vanlig å utføre parvise målinger der en utsving i begge retninger slik at eventuell forskjell i torsjonskoeffisient kan utlignes.
Coulomb utformet teorien om torsjonsfiber og torsjonsvekten i sine memoarer i 1785: Recherches theoriques et experimentales sur la force de torsion et sur l'elasticite des fils de metal &c. Dette førte til at prinsippene ble tatt i bruk i andre vitenskapelige instrumenter som galvanometer og Nichols radiometer. 
I begynnelsen av 1900-tallet ble torsjonsvekt benyttet i oljeleting. Torsjonsvekten er fortsatt i bruk i fysikkeksperimenter. I 1987 skrev gravitasjonsekspert A.H. Cook:
«Det viktigse fremskritt som ble gjort innen gravitasjonsforskning og andre kompliserte målinger var introduksjonen av torsjonsvekten, oppfunnet av Michell og anvendt av Cavendish. Dette har dannet grunnlaget for alle gravitasjonsforsøk senere»