Методы определения G с помощью вертикальных весов
В крутильных весах упругая сила нити подвеса рабочего тела используется в качестве некоторой стабильной во времени силы сравнения при определении постоянной тяготения, регистрации пондеро- моторного действия светового излучения [Брагинский и др.
1965; Cook et al. 1962; Stimler et al. 1964] или измерении градиентов гравитационного поля. Эту функцию может выполнять и любая другая, не менее стабильная сила. Такой силой сравнения может служить сила земного тяготения, лунносолнечными вариациями которой в большинстве практических случаев можно пренебречь. Эта сила велика по своему абсолютному значению, вследствие чего основанные на ее использовании вертикальные весы с ножевой опорой вращения на много порядков уступают по своей чувствительности крутильным весам. Тем не менее такие весы также использовались при определении G. Наличие малочувствительного датчика устраняло ряд дестабилизирующих факторов, характерных для крутильных весов, а недостаток чувствительности частично компенсировался использованием больших притягивающих масс. Так, Ф. Йолли [Jolly 1878] в качестве притягивающего тела использовал свинцовый шар массой 5775 кг, А. Кениг, Ф.Рихарц и О. Кригар-Мен цель [Konig, Richarz 1884; Richarz, Krigar-Menzel 1899] — параллелепипед из свинца массой 100537 кг. Д. Пойнтинг [Poynting, Phyllips 1905] использовал сравнительно небольшие шаровые притягивающие тела из сплава свинца с сурьмой, имевшие массы 153,4 и 76,5 кг. В [Speake, Metherell 1984] дается описание высокоточных рычажных весов, предназначенных для определения G с точностью на уровне 1 ¦ 10”5. В весах использовались пробные массы величиной 1 кг, подвешенные на концах плеч длиной 30 см. Притягивающие массы выполнены amp; виде параллелепипедов с прямоугольным отверстием в центре. Такая геометрия обеспечивает необходимую однородность поля в области нахождения малых масс. Гравитационную постоянную определяют компенсационным методом с помощью цилиндрического конденсатора. Указывается, что для достижения планируемой точности необходимо измерять массы, их размеры, размер конденсатора и величину компенсирующего напряжения с точностью порядка 1 • 10“6. В опытах [Брызжев 1970] предполагалось использовать притягивающее тело из ртути массой около 10 т . Автор заменил ножевую опору на упругий подвес оригинальной конструкции, однако дрейф параметров весов затруднил успешное проведение экспериментов.Геофизические опыты дают большой случайный разброс, при этом наблюдается систематически завышенное значение [В.В. Бровар и др. 1995; В.В. Бровар, Калядин 1990], которое трудно объяснить погрешностями измерений. В работе [В.В. Бровар и др. 1995] получено значение G = 6,693- 10"11 Нм2/кг2, которое отражает влияние ошибок при интерпретации плотности пород горы Зримо. Измерения силы тяжести выполнялись на надводном судне [Гайнанов, Пантелеев 1991] и на борту подводного аппарата. Донные измерения проводились гравиметром Ла Косте-Ромберг. Комбинация надводных и подводных гравиметрических данных позволила построить плотностную модель горы.
Теоретическая возможность существования пятого взаимодействия привела к появлению экспериментальных работ по его обнаружению, в том числе проверке закона притяжения. Некоторые работы в этой области состоят в измерении G при геофизических расстояниях. Такие опыты дают большой случайный разброс G4.
Некоторые авторы пытались увеличить чувствительность весов с ножевой опорой, изготавливая их в виде вертикального маятника, обладающего большим периодом колебаний. Такая идея была впервые реализована И.Вильзингом [Wilsing 1889]. В отличие от метода Йолли-Пойнтинга, когда измерение величины притяжения между взаимодействующими массами сводится к определению изменения веса притягиваемых масс, в установке Вильзинга величина притяжения измерялась по изменению уклонения отвеса. В способе Вильзинга сила притяжения также сравнивается с силой тяжести, поэтому он принципиально ничем не отличается от метода Йолли-Пойнтинга. Можно усмотреть лишь некоторые конструктивные преимущества вертикального положения маятника в установке Вильзинга, позволяющие свести к минимуму его деформации под действием собственного веса. Идею Вильзинга пытался реализовать В. Ласка, который предложил аналогичный прибор. Автор описал идею и принцип устройства, но экспериментальных результатов не опубликовал [Laska 1889].
Еще по теме Методы определения G с помощью вертикальных весов:
- Глава 4 СТРУКТУРА КИТАЙСКОЙ БУРЖУАЗИИ. ЕЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ С ГОСУДАРСТВОМ
- 1. Система экономико-математических моделей, используемых в прогнозировании синтетических показателей экономического и социального развития Грузинской ССР
- ОБ ОРБИТАХ ПЛАНЕТ (ФИЛОСОФСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ)
- КОММЕНТАРИЙ
- Наукоемкое производство
- Методы определения G с помощью вертикальных весов
- Морские неастазированные гравиметры
- Морские астазированные гравиметры
- Баллистические гравиметры
- О разработках бортовых измерителей вторых производных гравитационного потенциала
- 7*5.1 Методы представления возмущающего потенциала
- Глава i Вавилонские писцы
- Методы оценки интенсивности техногенных нагрузок на окружающую среду