Vääntövaaka on laite, joka on suunniteltu mittaamaan hyvin pieniä voimia, kuten painovoimia pienten massojen välillä tai magneettisia voimia varautuneiden pallojen välillä. Vääntövaaka koostuu vaakasuorasta tangosta, jonka kummassakin päässä on sama pallo. Vaakasuora sauva pyörii langalla, joka tukee sitä keskellä. Kiinteät, pienet pallot, joilla on samanlaiset massat tai varaukset, sijoitetaan lähelle palloja pyörivän tangon päissä houkuttelemalla ne ja aiheuttaen langan kiertymisen. Langan kiertymän määrä voidaan sitten matemaattisesti muuntaa voimaksi paikallaan olevien ja liikkuvan tangon välisten voimien välillä.
Kun vääntötasapainossa olevien pallojen massat tunnetaan, tiedemiehet voivat laskea gravitaatiovakion, joka lisätään Newtonin käänteiseen neliögravitaatiolakiin. Näistä tuloksista voidaan johtaa pieniä voimia, joiden massat ovat tuntemattomia. Voimat tuntemattomien kiinteiden pallojen ja tunnetun massan liikkuvien pallojen välillä havaitaan tarkkailemalla kuinka monta kertaa vaakasuora sauva heiluu edestakaisin tietyn ajan kuluessa. Tangon edestakaisin liikkeen taajuus liittyy langan vääntöjännitykseen, josta voidaan laskea tuntemattomat voimat.
Vuonna 1783 fyysikko Charles-Augustin de Coulomb julkaisi havaintonsa siitä, että käänteinen neliölakia, jonka Newton ehdotti ensin kuvaamaan painovoimia, voitaisiin soveltaa houkutteleviin tai vastenmielisiin magneettisiin varauksiin. Coulombin lain mukaan esineiden väliset vetovoimat tai vastenmieliset voimat vaativat niiden magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi vakion, Coulombin voiman vakion. Kun vääntötasapainon liikkuvien ja kiinteiden pallojen varaukset ovat tiedossa, vakio voidaan laskea. Tämän jälkeen voitaisiin asentaa kiinteitä palloja, joiden varauksia ei tunneta, ja niiden ja liikkuvien pallojen välille voidaan laskea houkuttelevia tai vastenmielisiä voimia mittaamalla vaakasuoran tangon edestakaisen liikkeen taajuus.
Peräkkäisistä vääntövaakaista on tullut kehittyneempiä ja tarkempia mittauksissa. Tutkijat totesivat, että antamalla vaa’an vaakasuoralle sauvalle alkupainoksen, sauvaa tukevan ohuen langan metalliatomien erittäin pieni vastus saattaa aiheuttaa sen pyörimisen vaakasuunnassa edestakaisin tietyllä nopeudella. Metallilangan vääntöjännitysten välinen suhde, kun ne altistuvat pallomaisten kappaleiden välisille äärettömän pienille voimille, mittaa edelleen menestyksekkäästi tuntemattomia käänteisissä neliölakiyhtälöissä.