Πώς μετράτε τη δύναμη της βαρύτητας;
1. Άμεση μέτρηση με κλίμακα ελατηρίου:
* Έννοια: Αυτή είναι η απλούστερη μέθοδος, χρησιμοποιώντας μια κλίμακα ελατηρίου για να μετρήσετε άμεσα τη δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί σε ένα αντικείμενο.
* Διαδικασία:
* Κρεμάστε ένα αντικείμενο από μια κλίμακα ελατηρίου.
* Η κλίμακα ελατηρίου θα δείξει το βάρος του αντικειμένου, που είναι η δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί πάνω του.
* Εξίσωση: Δύναμη βαρύτητας (βάρος) =μάζα αντικειμένου x επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)
2. Χρήση εκκρεμούς:
* Έννοια: Η περίοδος ενός εκκρεμούς (ο χρόνος που χρειάζεται για την ολοκλήρωση μιας κούνιας) σχετίζεται με την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας.
* Διαδικασία:
* Μετρήστε το μήκος ενός εκκρεμούς.
* Χρόνος αρκετές περιόδους της ταλάντευσης του εκκρεμούς.
* Υπολογίστε την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας χρησιμοποιώντας τον τύπο:
g =(4π²L) / t² πού:
* Το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* L είναι το μήκος του εκκρεμούς
* T είναι η περίοδος του εκκρεμούς
* Σημείωση: Αυτή η μέθοδος είναι ακριβέστερη από τη μέθοδο της κλίμακας ελατηρίου, αλλά απαιτεί προσεκτικές μετρήσεις και υπολογισμούς.
3. Πείραμα ελεύθερης πτώσης:
* Έννοια: Μέτρηση της επιτάχυνσης ενός αντικειμένου πτώσης σε ένα κενό.
* Διαδικασία:
* Αφαιρέστε ένα αντικείμενο σε ένα θάλαμο κενού για να εξαλείψετε την αντίσταση στον αέρα.
* Χρησιμοποιήστε μια κάμερα υψηλής ταχύτητας ή άλλη ακριβή συσκευή χρονισμού για να μετρήσετε την μετατόπιση του αντικειμένου με την πάροδο του χρόνου.
* Υπολογίστε την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας χρησιμοποιώντας την εξίσωση:
g =2d / t ² πού:
* Το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* D είναι η απόσταση που πέφτει το αντικείμενο
* t είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να πέσει
4. Μέτρηση της αντοχής του βαρύτητου:
* Έννοια: Χρησιμοποιώντας ένα ευαίσθητο όργανο που ονομάζεται Gravimeter για τη μέτρηση της τοπικής βαρυτικής αντοχής πεδίου.
* Διαδικασία:
* Τα gravimeters χρησιμοποιούν διαφορετικές αρχές όπως πηγές, εκκρεμές ή ακόμα και την ταλάντωση των ατόμων για την ανίχνευση λεπτών αλλαγών στη βαρυτική έλξη.
* Χρησιμοποιούνται συχνά σε γεωλογικές έρευνες, εξερεύνηση πετρελαίου και ακόμη και για τη μέτρηση της μάζας της γης.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Αντίσταση αέρα: Η αντίσταση στον αέρα επηρεάζει την κίνηση των αντικειμένων πτώσης, οπότε είναι απαραίτητο να ελαχιστοποιηθεί η βαρύτητα, ειδικά σε άμεσες μετρήσεις.
* Latitude: Η δύναμη της βαρύτητας είναι ελαφρώς ασθενέστερη στον ισημερινό από ό, τι στους πόλους λόγω του σχήματος και της περιστροφής της γης.
* υψόμετρο: Η βαρύτητα μειώνεται με το αυξανόμενο υψόμετρο, οπότε οι μετρήσεις σας θα είναι ελαφρώς διαφορετικές ανάλογα με την ανύψωσή σας.
Θυμηθείτε ότι αυτές οι μέθοδοι είναι μόνο οι προσεγγίσεις της δύναμης της βαρύτητας. Η πιο ακριβής μέτρηση της βαρυτικής σταθεράς (G) λαμβάνεται μέσω εξαιρετικά εξελιγμένων πειραμάτων σε ελεγχόμενα εργαστηριακά περιβάλλοντα.
