Une balance de torsion est un dispositif inventé pour mesurer de très petites forces comme les forces gravitationnelles entre petites masses ou des forces magnétiques entre sphères chargées. La balance de torsion se compose d'une tige horizontale d'une sphère identique sur les deux extrémités. La tige horizontale tourne sur un fil qui le supporte en son centre. Fixes, de petites sphères de masses identiques, ou charges, sont placés à proximité des sphères aux extrémités de la tige tournante, les attirer et à amener le fil à tordre. Le montant de la torsion du fil peut ensuite être converti en mathématiquement la quantité de force entre les sphères fixes et ceux de la tige mobile.
Quand les masses des sphères dans une balance de torsion sont connues, les scientifiques peuvent calculer une constante de gravitation à insérer dans la loi de Newton inverse du carré de la gravitation. A partir de ces résultats, les forces faibles entre les sphères de la masse inconnue peuvent être dérivées. Les forces entre les sphères fixes de masse inconnue et les sphères en mouvement de masse connue se trouvent en observant le nombre de fois où les oscillations de barres horizontales en arrière et en avant dans un laps de temps donné. La fréquence de mouvement de va-et-vient de la tige est en relation avec la contrainte de torsion dans le fil, à partir de laquelle les forces inconnues peut être calculé.
En 1783, un physicien, Charles-Augustin de Coulomb, publié sa découverte que la loi du carré inverse, d'abord proposée par Newton pour décrire les forces de gravitation, pourrait être appliquée à attractives ou répulsives charges magnétiques. Dans la loi de Coulomb, les forces attractives ou répulsives entre les objets, en raison de leurs caractéristiques magnétiques, requis une constante, la force de Coulomb constant. Lorsque les charges sur les sphères mobiles et fixes de la balance de torsion sont connues, la constante peut être calculée. Par la suite, les sphères fixes de charges inconnues pourraient être installées et les forces attractives ou répulsives entre eux et les sphères en mouvement peut être calculée en mesurant la fréquence du mouvement de va-et-vient de la tige horizontale.
Des balances de torsion successives sont devenus plus sophistiqués et précis dans leurs mesures. Scientifiques ont noté que, en donnant la tige horizontale dans la balance une impulsion initiale, la résistance extrêmement faible des atomes métalliques dans le fil mince de support de la tige peut le faire tourner horizontalement d'avant en arrière à une vitesse donnée. La relation entre les contraintes de torsion dans le fil métallique lorsqu'ils sont exposés à des forces infinitésimales entre les corps sphériques continue de mesurer avec succès les inconnues dans les équations inverses de la loi carrée