gdzie stała nazywana jest momentem kierującym zależnym od drutu (materiału, długości i średnicy). Jednakże moment siły może być również opisany jako iloczyn siły przyciągania wzajemnego kul i odległości kuli względem punktu podwieszenia ramienia. Ponieważ są dwie pary kul, każda oddziałuje z siłą na długości względem osi wagi, całkowity moment wynosi Zestawiając oba równania ze sobą otrzymujemy:
Siła według prawa powszechnego ciążenia Newtona to: thumb|220px|Diagram wahadła torsyjnego
Podstawiając ją do pierwszego równania, dostajemy:
W celu znalezienia momentu kierującego drutu Cavendish zmierzył naturalny okres rezonansowy układu:
co daje
Rozwiązując z niego po podstawieniu do (1) i wyznaczeniu otrzymujemy:
Znając można wykorzystać siłę przyciągania ziemskiego do wyliczenia jej masy i gęstości: