Theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton thì giữa hai vật bất kì luôn tồn tại một lực hút có độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng hai vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa c[r]
(1)Thí nghiệm Cavendisch - Phép cân trái đất [17/11/2005 - Khoa Vật lý - ĐHSPHN]
Theo định luật vạn vật hấp dẫn Newton hai vật ln tồn lực hút có độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng hai vật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng.(với hai vật có kích thước lớn khoảng cách hai trọng tâm hai vật ) Hệ số tỉ lệ gọi số hấp dẫn vũ trụ kí hiệu “G,” Ta viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn sau:
Hằng số hấp dẫn có phải không đổi với vật vũ trụ ? Đây vấn đề cho người định
luật chấp nhận 500 năm
Để xác định giá trị G ta cần xác định lực hấp dẫn hai vật biết khối lượng Phép đo thành công tiến hành Cavendish vào năm 1798 Vào kỉ 19 Poynting Boys cải tiến phép đo để tăng độ xác Giá trị G 6.6726x10-11 Newton-meter2/kg2, với sai số vào khoảng 0.0005x10-11 Newton-meter2/kg2 Theo hệ đơn vị kĩ thuật anh G = 3.436x10-8 lb-ft2/slug2. Hằng số G xác định theo sơ đồ thí nghiệm ( cịn gọi phương pháp cân xoắn phương pháp gương quay) Hai cầu nhỏ khối lượng m gắn vào nhẹ Ở trung điểm có gắn sợi dây xoắn Hai cầu lớn khối lượng M đặt gần hai cầu nhỏ hai phía đối diện Khi hai cầu lớn vị trí A B cầu nhỏ bị hút làm cho dây treo bị xoắn lại theo chiều ngược chiếu kim đồng hồ Khi cầu lớn vị trí A' B', dây treo bị xoắn theo chiều quay kim đồng hồ Góc xoắn dây quan sát nhờ việc quan sat dịch chuyển tia sáng chiếu vào gương nhỏ gắn với dây treo Việc tăng độ xác phép đo góc xoắn nhỏ biết giá trị khối lượng vật, khoảng cách vật số xoắn dây ta đo G thơng qua việc đo góc xoắn Vì lực hút nhỏ nên cầu phải làm chì dây xoắn phải có hệ số xoắn đủ nhỏ
(2)Cavedisch chấp nhận định luật vạn vật hấp dẫn Newton thí nghiệm ơng thí nghiệm để xác định số G.Dễ dàng tính số G theo cơng thức Newton
ở F = k ß với k số xoắn ß góc xoắn Việc xác định số xoắn dây treo lại vấn đề
vật lý khác
Sau đo G , Cavendisch dùng kết để xác định giá trị trung bình khối lượng riêng trái đất Một lần ông lại thừa nhận G số chung vật Ở khối lượng trái đất tính dễ dàng theo cơng thức
M = F R^2 / Gm
Do người ta nói thí nghiệm xác định số hấp dẫn G phép cân trái đất
Địa liên quan:
http://www.gravitywarpdrive.com/NGFT_Chapter_11.htm http://www.fourmilab.com/gravitation/foobar/