Dopo aver studiato il corso di fisica, nella mente degli studenti sono presenti tutti i tipi di costanti e dei loro valori. Il tema della gravità e della meccanica non fa eccezione. Molto spesso, non possono rispondere alla domanda sul valore della costante gravitazionale. Ma risponderanno sempre inequivocabilmente che è presente nella legge di gravitazione universale.

Dalla storia della costante gravitazionale

È interessante notare che non esiste una tale quantità nel lavoro di Newton. È apparso in fisica molto più tardi. Per essere più precisi, solo all'inizio dell'Ottocento. Ma questo non significa che non esistesse. È solo che gli scienziati non l'hanno definito e non ne conoscevano il significato esatto. A proposito, sul significato. La costante gravitazionale viene costantemente affinata, poiché è una frazione decimale con un numero elevato di cifre dopo il punto decimale, che è preceduto da zero.

È proprio il fatto che questo valore assuma un valore così piccolo che spiega perché l'azione delle forze gravitazionali è impercettibile sui corpi piccoli. Proprio a causa di questo moltiplicatore, la forza di attrazione risulta essere trascurabile.

Per la prima volta il fisico G. Cavendish ha stabilito per esperienza il valore che assume la costante gravitazionale. E accadde nel 1788.

Nei suoi esperimenti è stata utilizzata una bacchetta sottile. Era sospeso su un sottile filo di rame ed era lungo circa 2 metri. Alle estremità di questa canna sono state fissate due palline di piombo identiche di 5 cm di diametro, accanto a cui sono state poste grandi palline di piombo. Il loro diametro era già di 20 cm.

Quando le palline grandi e piccole si avvicinavano, l'asta girava. Ha parlato della loro attrazione. Dalle masse e dalle distanze note, nonché dalla forza di torsione misurata, è stato possibile scoprire in modo abbastanza accurato a cosa è uguale la costante gravitazionale.

E tutto è iniziato con la caduta libera dei corpi

Se corpi di massa diversa sono posti nel vuoto, cadranno simultaneamente. Soggetto alla loro caduta dalla stessa altezza e al suo inizio nello stesso momento. È stato possibile calcolare l'accelerazione con cui tutti i corpi cadono sulla Terra. Si è rivelato essere approssimativamente uguale a 9,8 m / s 2.

Gli scienziati hanno scoperto che la forza con cui tutto è attratto dalla Terra è sempre presente. Inoltre, questo non dipende dall'altezza a cui si muove il corpo. Un metro, un chilometro o centinaia di chilometri. Non importa quanto sia lontano il corpo, sarà attratto dalla Terra. Un'altra domanda è come il suo valore dipenderà dalla distanza?

Fu a questa domanda che il fisico inglese I. Newton trovò la risposta.

Ridurre la forza di attrazione dei corpi con la loro distanza

Per cominciare, ha avanzato l'ipotesi che la forza di gravità stia diminuendo. E il suo valore è inversamente correlato alla distanza al quadrato. Inoltre, questa distanza deve essere contata dal centro del pianeta. E ha fatto alcuni calcoli teorici.

Quindi questo scienziato ha utilizzato i dati degli astronomi sul movimento del satellite naturale della Terra: la Luna. Newton calcolò con quale accelerazione ruota attorno al pianeta e ottenne gli stessi risultati. Ciò ha testimoniato la veridicità del suo ragionamento e ha permesso di formulare la legge di gravitazione universale. La costante gravitazionale non era ancora nella sua formula. In questa fase, era importante identificare la dipendenza. Che è ciò che è stato fatto. La forza di gravità diminuisce in proporzione inversa alla distanza al quadrato dal centro del pianeta.

Alla legge di gravitazione universale

Newton continuò a pensare. Poiché la Terra attrae la Luna, allora lei stessa deve essere attratta dal Sole. Inoltre, la forza di tale attrazione deve anche obbedire alla legge da lui descritta. E poi Newton lo estese a tutti i corpi dell'universo. Pertanto, il nome della legge include la parola "universale".

Le forze di gravitazione universale dei corpi sono definite proporzionali al prodotto delle masse e inverse al quadrato della distanza. Successivamente, quando si determina il coefficiente, la formula della legge assume la forma seguente:

• F t \u003d G (m 1 * x m 2): r 2.

Contiene le seguenti designazioni:

La formula per la costante gravitazionale segue da questa legge:

• G \u003d (F t X r 2): (m 1 x m 2).

Il valore della costante gravitazionale

Ora è il momento di numeri specifici. Poiché gli scienziati perfezionano costantemente questo valore, numeri diversi sono stati ufficialmente adottati in anni diversi. Ad esempio, secondo i dati del 2008, la costante gravitazionale è 6,6742 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Sono passati tre anni e la costante è stata ricalcolata. Ora la costante gravitazionale è pari a 6,6738 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2. Ma per gli scolari, nella risoluzione dei problemi, è lecito arrotondarlo a tale valore: 6,67 x 10 -11 Nˑm 2 /kg 2.

Qual è il significato fisico di questo numero?

Se sostituiamo numeri specifici nella formula data per la legge di gravitazione universale, si otterrà un risultato interessante. In un caso particolare, quando le masse dei corpi sono pari a 1 chilogrammo e si trovano a una distanza di 1 metro, la forza di gravità risulta essere uguale al numero stesso noto per la costante gravitazionale.

Cioè, il significato della costante gravitazionale è che mostra con quale forza tali corpi saranno attratti a una distanza di un metro. Il numero mostra quanto è piccola questa forza. Dopotutto, sono dieci miliardi in meno di uno. Non può nemmeno essere vista. Anche se i corpi vengono ingranditi cento volte, il risultato non cambierà in modo significativo. Rimarrà ancora molto meno dell'unità. Pertanto, diventa chiaro perché la forza di attrazione è evidente solo in quelle situazioni se almeno un corpo ha una massa enorme. Ad esempio, un pianeta o una stella.

In che modo la costante gravitazionale è correlata all'accelerazione di caduta libera?

Se confrontiamo due formule, una delle quali sarà per la gravità e l'altra per la legge di gravità della Terra, possiamo vedere uno schema semplice. La costante gravitazionale, la massa della Terra e il quadrato della distanza dal centro del pianeta costituiscono un fattore uguale all'accelerazione di caduta libera. Se lo scriviamo in una formula, otteniamo quanto segue:

• g = (G x M) : r 2 .

Inoltre, utilizza la seguente notazione:

A proposito, la costante gravitazionale può essere trovata anche da questa formula:

• G \u003d (g x r 2): M.

Se vuoi conoscere l'accelerazione della caduta libera a una certa altezza sopra la superficie del pianeta, allora la seguente formula ti tornerà utile:

• g \u003d (G x M): (r + n) 2, dove n è l'altezza sopra la superficie terrestre.

Problemi che richiedono la conoscenza della costante gravitazionale

Compito uno

Condizione. Qual è l'accelerazione della caduta libera su uno dei pianeti del sistema solare, ad esempio su Marte? È noto che la sua massa è 6,23 10 23 kg e il raggio del pianeta è 3,38 10 6 m.

Soluzione. Devi usare la formula che è stata scritta per la Terra. Basta sostituire in esso i valori dati nell'attività. Si scopre che l'accelerazione di gravità sarà uguale al prodotto di 6,67 x 10 -11 e 6,23 x 10 23, che deve poi essere diviso per il quadrato 3,38 10 6 . Al numeratore, il valore è 41,55 x 10 12. E il denominatore sarà 11,42 x 10 12. Gli esponenti diminuiranno, quindi per la risposta è sufficiente scoprire il quoziente di due numeri.

Risposta: 3,64 m/s 2 .

Compito due

Condizione. Cosa si dovrebbe fare con i corpi per ridurre la loro forza di attrazione di 100 volte?

Soluzione. Poiché la massa dei corpi non può essere modificata, la forza diminuirà a causa della loro rimozione l'una dall'altra. Cento si ottiene facendo quadrare 10. Ciò significa che la distanza tra loro dovrebbe diventare 10 volte maggiore.

Risposta: spostali a una distanza maggiore dell'originale 10 volte.

Tutti i tentativi degli sperimentatori di ridurre l'errore di misura della costante gravitazionale terrestre sono stati finora ridotti a zero. Come notato in precedenza, dai tempi di Cavendish, l'accuratezza della misurazione di questa costante non è quasi aumentata. Per più di due secoli, l'accuratezza della misurazione non è cambiata. Una tale situazione può essere chiamata per analogia con la "catastrofe ultravioletta" come una "catastrofe della costante gravitazionale". Siamo usciti dalla catastrofe ultravioletta con l'aiuto dei quanti, ma come uscire dalla catastrofe con la costante gravitazionale?

Nulla può essere spremuto dal bilanciamento di torsione di Cavendish, quindi è possibile trovare la via d'uscita utilizzando il valore medio dell'accelerazione di gravità e calcolare G dalla nota formula:

Dove g è l'accelerazione di caduta libera (g = 9,78 m / s 2 - all'equatore; g = 9,832 m / s 2 - ai poli).

Rè il raggio della Terra, m,

Mè la massa della Terra, kg.

Il valore standard dell'accelerazione gravitazionale, adottato nella costruzione di sistemi di unità, è: g=9,80665. Da qui il valore medio G sarà uguale a:

Secondo ricevuto G, specificare la temperatura dalla proporzione:

6.68 10 -11 ~x=1~4.392365689353438 10 12

Questa temperatura corrisponde sulla scala Celsius a 20,4 o .

Un tale compromesso, credo, potrebbe benissimo soddisfare le due parti: la fisica sperimentale e il comitato (CODATA), per non rivedere e non modificare periodicamente il valore della costante gravitazionale per la Terra.

È possibile approvare “legislativamente” il valore attuale della costante gravitazionale per la Terra G=6.67408·10 -11 Nm 2 /kg 2, ma correggere il valore standard g=9.80665, riducendone leggermente il valore.

Inoltre, se utilizziamo la temperatura media della Terra, pari a 14 o C, la costante gravitazionale sarà pari a G=6,53748·10 -11 .

Quindi, abbiamo tre valori che affermano di essere il piedistallo della costante gravitazionale G per il pianeta Terra: 1) 6.67408 10 -11 m³/(kg s²); 2) 6,68 10 -11 m³/(kg s²); 3) 6.53748 10 -11 m³/(kg s²).

Spetta al Comitato CODATA emettere un verdetto finale su quale di essi approvare come costante gravitazionale della Terra.

Mi si potrebbe obiettare che se la costante gravitazionale dipende dalla temperatura dei corpi interagenti, allora le forze di attrazione giorno e notte, inverno ed estate dovrebbero essere diverse. Sì, è esattamente come dovrebbe essere, con corpi piccoli. Ma la Terra è una palla enorme, in rapida rotazione, ha un'enorme riserva di energia. Quindi, il numero integrale di crafons in inverno e in estate, giorno e notte, che volano fuori dalla Terra, è lo stesso. Pertanto, l'accelerazione di gravità ad una latitudine rimane sempre costante.

Se ti sposti sulla Luna, dove la differenza di temperatura tra gli emisferi diurno e notturno varia notevolmente, i gravimetri dovrebbero registrare la differenza nella forza di attrazione.

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11 commenti

Solo una domanda per te:

O hai energia nello spazio che non si diffonde nella sfera?

E se hai già deciso di passare alla temperatura, allora nei punti dei centri di massa, che ovviamente emettono energia in modo più corretto, è anche sconosciuta (sperimentalmente non può essere confermata in alcun modo), rispettivamente, deve ancora essere calcolato.

Bene, non hai nemmeno la descrizione più significativa del processo di interazione gravitazionale dei corpi, una specie di "fotoni rossi (krafons) sono volati nel corpo, hanno portato energia, questo è comprensibile, ma non risponde alla domanda: " perché dovrebbe iniziare a muoversi contemporaneamente (muoversi) esattamente nella direzione da cui sono arrivati, e non nella direzione opposta, cioè in base alla forza applicata (data all'impulso energetico di questi tuoi crafoni)?

Solo una domanda per te:
Se hai già iniziato a parlare di energia, allora perché ti sei completamente dimenticato di 4Pi prima di R^2?!
O hai energia nello spazio che non si diffonde nella sfera?
E se hai già deciso di passare alla temperatura, allora nei punti dei centri di massa, che ovviamente emettono energia in modo più corretto, è anche sconosciuta (sperimentalmente non può essere confermata in alcun modo), rispettivamente, deve ancora essere calcolato.
Bene, non hai nemmeno la descrizione più significativa del processo di interazione gravitazionale dei corpi, una specie di "fotoni rossi (krafons) sono volati nel corpo, hanno portato energia, questo è comprensibile, ma non risponde alla domanda: " perché dovrebbe iniziare a muoversi contemporaneamente (muoversi) esattamente nella direzione da cui sono arrivati, e non nella direzione opposta, cioè in base alla forza applicata (data all'impulso energetico di questi tuoi crafoni)?
________________________________________________________
Invece di una domanda dichiarata, ce n'erano tre, ma non è questo il punto.
1. Per quanto riguarda 4π. Nelle formule (9) e (10), R2 è la distanza dal corpo (oggetto) al centro della Terra. Dove dovrebbe apparire 4π qui non è chiaro.
2. Per quanto riguarda la temperatura massima di una sostanza in natura. Ovviamente eri troppo pigro per aprire il collegamento alla fine dell'articolo: "La costante gravitazionale è una variabile".
3. Ora per quanto riguarda la "descrizione significativa del processo di interazione gravitazionale dei corpi". Tutto è pensato e descritto. Riguardo a quale direzione volano questi stessi krafon, leggiamo gli articoli: "". I fotoni solari partono dalla superficie del Luminario senza rinculo, con l'acquisizione di impulsi di attaccamento. Un fotone, in contrasto con il mondo materiale, non ha inerzia: la sua quantità di moto si verifica nel momento della separazione dalla sorgente senza rinculo!
Il fenomeno del rinculo si osserva solo nei corpi quando, sotto l'azione delle forze interne, si rompe in parti, volando in direzioni opposte. Un fotone non si scompone in parti, non si separa con la sua quantità di moto acquisita fino a quando non viene assorbito, quindi l'espressione (3) sarà valida per esso.
"", e parte 2.
Citazione dalla parte 2: “I mestieri di una palla elementare volano fuori spontaneamente, in direzioni diverse lungo la normale della sua superficie. Inoltre, sono diretti principalmente all'atmosfera, ad es. in un etere elettromagnetico (EME) più rarefatto rispetto all'EME delle acque dell'Oceano Mondiale. In linea di principio, la stessa immagine si osserva nei continenti.
Cari lettori, sull'argomento: come nasce la gravità e chi ne è il portatore, leggete l'intero capitolo intitolato: “Gravità”. Naturalmente, puoi anche selettivamente, per questo, fare clic sul pulsante "Mappa del sito" nel menu in alto situato sopra l'intestazione del sito.

Aggiungendo al commento precedente.

12 ottobre 2016 Sulle pagine della rivista elettronica scientifica e pratica "Modern Scientific Research and Innovation" è stato pubblicato il mio articolo con il titolo: "Photon-quantum gravity". L'articolo delinea l'essenza della gravità. Leggi il link:

PS Alexey Hai ragione, non c'è un articolo del genere in questo diario. Leggi il mio commento qui sotto.

Manca qualcosa dal tuo articolo nel numero di ottobre di "Modern Scientific Research and Innovation" ((

"Manca qualcosa nel tuo articolo nel numero di ottobre di "Ricerca e innovazione scientifica moderna" (("
Articolo: EARTH GRAVITY PHOTON-QUANTUM GRAVITY spostato in un'altra rivista: Scientific-Researches No. 5(5), 2016, p. 79
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf

01/05/2017. Vi sarebbe difficile mostrare più in dettaglio i vostri calcoli della massa e del raggio della Terra usati nella formula di verifica G (9) per la Terra. Hai paura di qualche tautologia fisica che utilizzi questi valori CALCOLATI con le stesse costanti? Mikula

“Sarebbe più difficile per te mostrare più in dettaglio i tuoi calcoli della massa e del raggio della Terra utilizzati nella formula di verifica G (9) per la Terra. Hai paura di qualche tautologia fisica che utilizzi questi valori CALCOLATI con le stesse costanti? Mikula"
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Sì, molto di più. Nella formula 9 si calcolano due valori estremi di G per l'accelerazione di caduta libera (g=9,78 m/s2 - all'equatore; g=9,832 m/s2 - ai poli). Per il valore standard dell'accelerazione di caduta libera, è fatto in 10. Per quanto riguarda la massa e il raggio della Terra, praticamente non cambieranno. Qual è la tautologia, non vedo.

Sì, molto di più. Nella formula 9 si calcolano due valori estremi di G per l'accelerazione di caduta libera (g=9,78 m/s2 - all'equatore; g=9,832 m/s2 - ai poli). Per il valore standard dell'accelerazione di caduta libera, è fatto in 10. Per quanto riguarda la massa e il raggio della Terra, praticamente non cambieranno. Qual è la tautologia, non vedo.

“Tutti i corpi con massa eccitano i campi gravitazionali nello spazio circostante, proprio come le particelle caricate elettricamente formano un campo elettrostatico attorno a se stesse. Si può presumere che i corpi portino una carica gravitazionale, simile a quella elettrica, o, in altro modo, abbiano una massa gravitazionale. È stato stabilito con elevata precisione che le masse inerziali e gravitazionali coincidono.
2
Siano presenti due corpi puntiformi con masse m1 e m2. Sono separati l'uno dall'altro da una distanza r. Allora la forza di attrazione gravitazionale tra di loro è uguale a: F=C·m1·m2/r², dove С è un coefficiente che dipende solo dalle unità di misura scelte.

3
Se c'è un piccolo corpo sulla superficie della Terra, le sue dimensioni e la sua massa possono essere trascurate, perché le dimensioni della Terra le superano di gran lunga. Quando si determina la distanza tra un pianeta e un corpo di superficie, viene considerato solo il raggio della Terra, poiché l'altezza del corpo è trascurabile rispetto ad essa. Si scopre che la Terra attrae il corpo con la forza F=M/R², dove M è la massa della Terra, R è il suo raggio.
4
Secondo la legge di gravitazione universale, l'accelerazione dei corpi sotto l'azione della gravità sulla superficie terrestre è: g=G M/R². Qui G è la costante gravitazionale, numericamente uguale a circa 6,6742 10^(−11).
5
L'accelerazione gravitazionale g e il raggio della terra R si trovano da misurazioni dirette. La costante G è stata determinata con grande precisione negli esperimenti di Cavendish e Yolli. Quindi, la massa della Terra è M=5,976 10^27 g ≈ 6 10^27 g.

La tautologia, a mio avviso, ovviamente errata, sta nel fatto che nel calcolo della massa della Terra viene utilizzato lo stesso coefficiente G di Cavendish Yolli, chiamato costante gravitazionale, che non è nemmeno costante, in cui sono assolutamente d'accordo con te. Pertanto, il tuo messaggio "Non puoi spremere nulla dal bilanciamento di torsione di Cavendish, quindi la via d'uscita può essere trovata usando il valore medio dell'accelerazione di caduta libera e calcola G dalla famosa formula:" non è del tutto corretto. Il tuo calcolo della costante G è già stato utilizzato nel calcolo della massa della Terra. In nessun modo voglio rimproverarti, voglio solo occuparmi di questa costante gravitazionale, che non è stata nemmeno assegnata da Newton nella legge di Robert Hooke. Con profondo rispetto, Mikula.

Cara Mikula, il tuo desiderio di comprendere e affrontare la costante gravitazionale è encomiabile. Considerando che molti scienziati volevano capire questa costante, ma non molti sono riusciti a farlo.
"La costante G è stata determinata con grande precisione dagli esperimenti di Cavendish e Yolli."
Non! C non è grande! Altrimenti, perché la scienza dovrebbe spendere soldi e tempo per il suo regolare ricontrollo e chiarimento, ad es. media dei risultati, che è ciò che fa CODATA. Ed è necessario proprio per “pesare la Terra” e scoprirne la densità, che è ciò per cui Cavendish è diventato famoso. Ma come puoi vedere, G cammina da un'esperienza all'altra. Lo stesso vale per l'accelerazione di caduta libera.
La costante gravitazionale è un coefficiente per un valore di temperatura e la temperatura è quella del timone.
Cosa suggerisco? Per il pianeta Terra, stabilisci una volta per tutte un valore di G e rendilo realmente costante, tenendo conto di g.
Non essere pigro, leggi tutti gli articoli sotto la voce G (costante gravitazionale), penso che molto ti sarà chiaro. Ricominciare:

Il nostro cammino è nelle tenebre... E sbattiamo le nostre fronti non solo sui muri viscidi del dungeon in cerca di scorci dell'uscita, ma anche sulle fronti degli stessi disgraziati, imprecando e imprecando... zoppi, senza braccia , mendicanti ciechi... E non ci sentiamo. Allungiamo la mano e vi riceviamo uno sputo... e quindi il nostro cammino è infinito... Eppure... ecco la mia mano. Questa è la mia versione della comprensione della natura della gravità... e della "forza forte".
Mezentsev Nikolai Fëdorovich

La tua mano, purtroppo, non mi ha aiutato in alcun modo, ma perché.

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Il tuo commento è in moderazione.

Essendo una delle quantità fondamentali in fisica, la costante gravitazionale è stata menzionata per la prima volta nel 18° secolo. Allo stesso tempo, furono fatti i primi tentativi di misurarne il valore, tuttavia, a causa dell'imperfezione degli strumenti e delle insufficienti conoscenze in materia, fu possibile farlo solo a metà dell'Ottocento. Successivamente, il risultato ottenuto è stato più volte corretto (l'ultima volta è stato fatto nel 2013). Tuttavia, va notato che la differenza fondamentale tra la prima (G = 6.67428(67) 10 −11 m³ s −2 kg −1 o N m² kg −2) e la seconda (G = 6.67384( 80) 10 −11 m³ s −2 kg −1 o N m² kg −2) i valori non esistono.

Applicando questo coefficiente per calcoli pratici, dovrebbe essere chiaro che la costante è tale nei concetti universali globali (se non si fanno riserve per la fisica delle particelle elementari e altre scienze poco studiate). E questo significa che le costanti gravitazionali della Terra, della Luna o di Marte non differiranno l'una dall'altra.

Questa quantità è una costante di base nella meccanica classica. Pertanto, la costante gravitazionale è coinvolta in una varietà di calcoli. In particolare, senza informazioni sul valore più o meno esatto di questo parametro, gli scienziati non sarebbero in grado di calcolare un coefficiente così importante nell'industria spaziale come l'accelerazione della caduta libera (che sarà diversa per ogni pianeta o altro corpo cosmico) .

Tuttavia, Newton, che esprimeva in modo generale, la costante gravitazionale era noto solo in teoria. Cioè, ha potuto formulare uno dei postulati fisici più importanti, senza avere informazioni sul valore su cui, di fatto, si basa.

A differenza di altre costanti fondamentali, la fisica può dire solo con un certo grado di precisione a cosa è uguale la costante gravitazionale. Il suo valore viene periodicamente recuperato e ogni volta differisce dal precedente. La maggior parte degli scienziati ritiene che questo fatto non sia associato ai suoi cambiamenti, ma a ragioni più banali. In primo luogo, si tratta di metodi di misurazione (vengono effettuati vari esperimenti per calcolare questa costante) e in secondo luogo, la precisione degli strumenti, che aumenta gradualmente, i dati vengono affinati e si ottiene un nuovo risultato.

Tenendo conto del fatto che la costante gravitazionale è una grandezza misurata da 10 alla potenza -11 (che è un valore piccolissimo per la meccanica classica), non c'è nulla di sorprendente nel costante affinamento del coefficiente. Inoltre, il simbolo è soggetto a correzione, a partire da 14 dopo la virgola.

Tuttavia, esiste un'altra teoria nella fisica delle onde moderna, avanzata da Fred Hoyle e J. Narlikar negli anni '70 del secolo scorso. Secondo le loro ipotesi, la costante gravitazionale diminuisce con il tempo, il che influisce su molti altri indicatori che sono considerati costanti. Pertanto, l'astronomo americano van Flandern ha notato il fenomeno della leggera accelerazione della Luna e di altri corpi celesti. Guidato da questa teoria, si dovrebbe presumere che non ci siano stati errori globali nei primi calcoli e la differenza nei risultati ottenuti è spiegata dalle variazioni del valore della costante stessa. La stessa teoria parla dell'incostanza di alcune altre quantità, come

COSTANTE GRAVITAZIONALE- coefficiente di proporzionalità G nella forma descrittiva legge di gravità.

Il valore numerico e la dimensione di G.p. dipendono dalla scelta del sistema di unità di misura di massa, lunghezza e tempo. G. p. G, che ha la dimensione L 3 M -1 T -2, dove la lunghezza l, il peso M E tempo T espresso in unità SI, è consuetudine chiamare il Cavendish G. p. Viene determinato in un esperimento di laboratorio. Tutti gli esperimenti possono essere suddivisi condizionatamente in due gruppi.

Nel primo gruppo di esperimenti, la forza di gravità. l'interazione viene confrontata con la forza elastica del filo di una bilancia di torsione orizzontale. Sono un bilanciere leggero, alle estremità del quale sono fissate masse di prova uguali. Su un sottile filo elastico, il bilanciere è sospeso per gravità. campo di massa di riferimento. Valore di gravità. L'interazione tra la prova e le masse di riferimento (e, di conseguenza, l'entità del G.p.) è determinata o dall'angolo di torsione del filo (metodo statico) o dalla variazione della frequenza del bilanciamento di torsione quando il le masse di riferimento vengono spostate (metodo dinamico). Per la prima volta G. dell'oggetto mediante scale di torsione definite nel 1798 G. Cavendish (H. Cavendish).

Nel secondo gruppo di esperimenti, la forza di gravità. l'interazione viene confrontata con , per la quale viene utilizzata una bilancia. In questo modo G. p. fu identificato per la prima volta da Ph. Jolly nel 1878.

Il valore del Cavendish G. p., compreso nello Stagista. astro. unione nel sistema astrale. permanente (SAP) 1976, utilizzato ancora oggi, ottenuto nel 1942 da P. Heyl e P. Chrzanowski presso il National Bureau of Measures and Standards degli Stati Uniti. In URSS, G. p. è stato definito per la prima volta nello Stato Astr. in-quelli loro. P. K. Sternberg (GAISh) presso l'Università statale di Mosca.

In tutto moderno sono state utilizzate le definizioni di Cavendish G. delle scale di torsione dell'elemento (tab.). Oltre a quelle sopra menzionate, sono state utilizzate anche altre modalità di funzionamento delle bilance di torsione. Se le masse di riferimento ruotano attorno all'asse del filo di torsione con una frequenza uguale alla frequenza delle oscillazioni naturali della bilancia, l'entità del Gp può essere giudicata dalla variazione risonante dell'ampiezza delle oscillazioni di torsione (metodo della risonanza). Modifica dinamica. Il metodo è un metodo rotazionale, in cui la piattaforma, insieme ai pesi di torsione e alle masse di riferimento installati su di essa, ruota con un montante. ang. velocità.

Dato in tabella. RMS gli errori indicano interni convergenza di ogni risultato. Una certa discrepanza tra i valori di G.p., ottenuti in diversi esperimenti, è dovuta al fatto che la definizione di G.p. richiede misurazioni assolute e quindi sistematiche sono possibili. errori nel risultati. Ovviamente un valore attendibile di G.p. può essere ottenuto solo tenendo conto del dec. definizioni.

Sia nella teoria della gravitazione di Newton che nella teoria della relatività generale (GR) di Einstein, G. p. è considerata una costante universale della natura, che non cambia nello spazio e nel tempo ed è indipendente dalla fisica. e chimica. proprietà del mezzo e delle masse gravitanti. Esistono varianti della teoria della gravitazione che predicono la variabilità del Gp (ad esempio, la teoria di Dirac, le teorie della gravitazione dei tensori scalari). Alcuni modelli di esteso supergravità(generalizzazione quantistica della relatività generale) prevedono anche la dipendenza del G. p. dalla distanza tra le masse interagenti. Tuttavia, i dati osservazionali attualmente disponibili, così come esperimenti di laboratorio appositamente progettati, non ci consentono ancora di rilevare cambiamenti in G. p.

Illuminato.: Sagitov M. U., La costante di gravitazione e, M., 1969; Sagitov M. U. et al., Nuova definizione della costante gravitazionale di Cavendish, DAN SSSR, 1979, vol.245, p. 567; Milyukov V.K., Cambia costante gravitazionale?, "Natura", 1986, n. 6, p. 96.

Cronologia delle misurazioni

La costante gravitazionale appare nella documentazione moderna della legge di gravitazione universale, ma era assente in modo esplicito da Newton e nei lavori di altri scienziati fino all'inizio del 19° secolo. La costante gravitazionale nella sua forma attuale è stata introdotta per la prima volta nella legge di gravitazione universale, a quanto pare, solo dopo il passaggio a un unico sistema metrico di misure. Forse per la prima volta ciò fu fatto dal fisico francese Poisson nel Trattato di meccanica (1809), almeno nessun lavoro precedente in cui sarebbe apparsa la costante gravitazionale è stato identificato dagli storici. Nel 1798, Henry Cavendish ha avviato un esperimento per determinare la densità media della Terra utilizzando un equilibrio di torsione inventato da John Michell (Philosophical Transactions 1798). Cavendish ha confrontato le oscillazioni del pendolo di un corpo di prova sotto l'influenza della gravità di sfere di massa nota e sotto l'influenza della gravità terrestre. Il valore numerico della costante gravitazionale è stato calcolato in seguito sulla base della densità media della Terra. Precisione del valore misurato Gè cresciuto dai tempi di Cavendish, ma il suo risultato era già abbastanza vicino a quello moderno.

Guarda anche

Appunti

Collegamenti

• Costante gravitazionale- articolo dalla Grande Enciclopedia Sovietica

Fondazione Wikimedia. 2010.

Guarda cos'è la "costante gravitazionale" in altri dizionari:

COSTANTE GRAVITAZIONALE- (costante di gravità) (γ, G) fisica universale. costante inclusa nella formula (vedi) ... Grande Enciclopedia del Politecnico

- (indicato con G) coefficiente di proporzionalità nella legge di gravitazione di Newton (vedi Legge di gravitazione universale), G = (6.67259.0.00085).10 11 N.m²/kg² … Grande dizionario enciclopedico

- (designazione G), coefficiente della legge di GRAVITÀ di Newton. Pari a 6.67259.10 11 N.m2.kg 2 ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

Fisica fondamentale. costante G inclusa nella legge di gravità di Newton F=GmM/r2, dove m e M sono le masse dei corpi attrattivi (punti materiali), r è la distanza tra loro, F è la forza di attrazione, G= 6.6720(41)X10 11 N m2 kg 2 (per il 1980). Il valore più accurato di G. p. ... ... Enciclopedia fisica

costante gravitazionale- — Argomenti industria petrolifera e del gas EN costante gravitazionale … Manuale tecnico del traduttore

costante gravitazionale- gravitacijos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. costante di gravità; costante di gravità vok. Gravitationskonstante, frus. costante gravitazionale, f; costante di gravitazione universale, f pranc. constante de la gravitation, f … Fizikos terminų žodynas

- (indicato con G), il coefficiente di proporzionalità nella legge di gravità di Newton (vedi Legge di gravitazione universale), G \u003d (6,67259 + 0,00085) 10 11 N m2 / kg2. * * * COSTANTE GRAVITAZIONALE COSTANTE GRAVITAZIONALE (indicato con G), fattore… … dizionario enciclopedico

Costante di gravità, univer. fisico costante G, inclusa nell'influenza, che esprime la legge di gravità newtoniana: G = (6.672 59 ± 0.000 85)*10 11N*m2/kg2 … Grande dizionario politecnico enciclopedico

Il coefficiente di proporzionalità G nella formula che esprime la legge di gravità di Newton F = G mM / r2, dove F è la forza di attrazione, M e m sono le masse dei corpi attratti, r è la distanza tra i corpi. Altre designazioni di G. p.: γ o f (meno spesso k2). Numerico... ... Grande enciclopedia sovietica

- (indicato con G), coefficiente. proporzionalità nella legge di gravitazione di Newton (vedi Legge di gravitazione universale), G \u003d (6,67259 ± 0,00085) x 10 11 N x m2 / kg2 ... Scienze naturali. dizionario enciclopedico

Libri

• Universo e fisica senza "energia oscura" (scoperte, idee, ipotesi). In 2 volumi. Volume 1, OG Smirnov. I libri sono dedicati ai problemi di fisica e di astronomia che esistono nella scienza da decenni e centinaia di anni da G. Galileo, I. Newton, A. Einstein ai giorni nostri. Le più piccole particelle di materia e pianeti, stelle e...