Як виміряти силу тяжіння

Як виміряти силу тяжіння

Сила тяжіння діє на будь-яке тіло, що знаходиться біля поверхні Землі (або будь-якого іншого небесного тіла). Для розрахунку досить дізнатися масу тіла. Для більшої точності необхідно вимірювати прискорення вільного падіння в кожній конкретній точці чи використовувати закон всесвітнього тяжіння.

Вам знадобиться

Ваги, секундомір, динамометр

Інструкція

  1. Підвісьте тіло на динамометр або встановіть на його платформу. При цьому тіло і прилад повинні перебувати в спокої або рухатися рівномірно і прямолінійно. Показання приладу будуть рівні вазі тіла, який в таких умовах дорівнює силі тяжіння, що діє на нього.
  2. Для розрахунку усередненого значення сили тяжіння виміряйте за допомогою ваг масу тіла в кілограмах. Потім цю масу помножте на число 9,81 (усереднене значення прискорення вільного падіння на поверхні Землі, g) F = m • g. Результат отримаєте в ньютонах.
  3. Якщо при вимірюванні сили тяжіння потрібна особлива точність, виміряйте прискорення вільного падіння в даній точці. Для цього візьміть математичний маятник (невелике тіло на досить довгою нерозтяжної нитки) і виміряйте його довжину. Примусьте його коливатися з невеликою амплітудою, і порахуйте кількість коливань за час 60 с. Після цього час поділіть на кількість коливань, результатом буде час одного коливання або період.
  4. Розрахуйте прискорення вільного падіння, перемноживши числа 2, 3,1416 в квадраті і довжину маятника, а результат поділіть на квадрат періоду g = 4 • (+3,1416) ² • L / T ². На отримане число помножте масу тіла і отримаєте силу тяжіння, яка на нього діє.
  5. У загальному випадку знаходите силу тяжіння з закону всесвітнього тяжіння, де одним з взаємодіючих тіл є планета Земля. Для цього виміряйте масу справи, дія сили тяжіння на яке вимірюється, а також його висоту над поверхнею Землі. Розрахуйте силу тяжіння. Для цього помножте гравітаційну постійну на масу Землі і масу тіла, і поділіть результат на суму радіуса Землі і висоти тіла над її поверхнею у квадраті F = G • M • m / (R + h) ².

Корисні поради

Числове значення гравітаційної постійної становить 6,67 • 10 ^ (-11), маси Землі 5,98 • 10 ^ 24, радіус Землі становить 6,38 • 10 ^ 6.