Odpowiedzi

2010-03-23T20:37:26+01:00
Siłę oddziaływania grawitacyjnego Fg dwu ciał o masach M1 i M2 określa znany wzór Newtona:gdzie G jest tzw. stałą grawitacji a r odległością środków mas obu ciał.
Siła oddziaływania grawitacyjnego „zwykłych” mas, np. dwu kul o masach 1 kg których środki oddalone są o 5 cm jest niezwykle mała i trudna do zmierzenia. Dla podanego przykładu siła ta wynosi jedynie 2.710-8 niutona. Jest więc ona kilka milionów razy słabsza od siły ciężkości działającej na każdą z tych kul ze strony Ziemi. Jeśli jednak udałoby się ją zmierzyć możliwie dokładnie, to moglibyśmy wyznaczyć wartość stałej grawitacji G. Wtedy przez pomiar siły, z jaką Ziemia o masie Mz przyciąga ciała o znanej masie M. moglibyśmy obliczyć masę Ziemi, czyli ją zważyć. Znając promień kuli ziemskiej a więc i jej objętość moglibyśmy obliczyć średnią gęstość materii, z której jest zbudowana. Dlatego przez wiele lat podejmowano próby eksperymentalnego wyznaczenia stałej grawitacji.
Spośród kilku metod wyznaczania stałej grawitacji, opisze tutaj tylko najstarszą i najbardziej znaną metodę wagi skręceń Henry Cavendisha (1798).
Na cienkiej, sprężystej nici, będącej osią obrotu, zawieszono poziomo lekki pręt P, obciążony na obu końcach kulkami o jednakowych masach m, tak że może on obracać się w płaszczyźnie poziomej .W pobliżu tych kulek, na podstawie, którą można obrócić, umieszcza się symetrycznie, dwie duże kule o masach M, tak by każda przyciągała „swoją” masę m z taką samą siłą. Pod wpływem przyciągania grawitacyjnego będzie następował obrót pręta i skręcanie nici, na której jest on zawieszony. W zależności od tego, z której strony mas m zbliżymy masy M kierunek obrotu pręta będzie różny. Skręcenie nici spowoduje powstanie sił sprężystych, przeciwdziałających obrotowi. Warunkiem równowagi statycznej takiego układu jest warunek, aby moment pary sił przyciągania grawitacyjnego obu par kulek 2 Ng, i moment sił sprężystości Ns były sobie równe. Pierwszy z nich obliczymy mnożąc siłę grawitacji obliczoną wg wzoru przez odległość d środka masy m od osi obrotu.
2 5 2