Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сагитов М.У. -> "Постоянная тяготения и масса земли" -> 25

Постоянная тяготения и масса земли - Сагитов М.У.

Сагитов М.У. Постоянная тяготения и масса земли — М.: Наука, 1969. — 188 c.
Скачать (прямая ссылка): postoyannayatyagoteniya1969.djvu
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 61 >> Следующая

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ТЯГОТЕНИЯ ХЕЙЛОМ

75

суща некоторая неопределенность и расстоянии между этими притягиваемыми массами.

Притягиваемые массы изготовлялись в виде шаров из золота, платины и оптического стекла. Разнообразие материалов вызывалось не сомнением, что возможна зависимость значений постоянной тяготения от материала, а желанием исключить влияние ошибок в измерении размеров и веса масс, их плотноетнои неоднородности, различия магнитных свойств и т. д.

Притягивающие массы в виде цилиндров но 66 кг каждый выковывались (с последующей закалкой) из стали с 0,9 %-м содержанием углерода. При расчетах учитывалось уменьшение притягивающей массы цилиндров на 9,9 г за счет нахождения их в воздушной среде. Была проведена выборочная проверка плотности кусков стали из заготовок цилиндров.

G точностью до 1/50000 плотность притягивающих масс можно было считать неизменной. Каждый из цилиндров подвешивался на трех проволочных подвесах.

Период колебаний крутильной системы определялся путем визуальных наблюдений, так как изготовленная система фоторегистрации оказалась неудовлетворительной. При фокусном расстоянии регистрирующей оптической системы 350 CM можно было измерять отклонения крутильной системы с точностью до минуты дуги. Для

Рис.

Общий вид Хейла d 930 г.

1 — притягиваемые массы, 2 — коромысло крутильной системы, 3 — притягивающие массы, 4 — подвесы притягивающих масс, 5 — кожух нити, 6 — кожух крутильной системы, 7 — манометр.
76

КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ

[ГЛ. II

регистрации времени использовались маятниковые часы Рифлера, вариация суточного хода которых составляла несколько сотых долей секунды. Период колебаний для двух положений притягивающих масс оказался равным 1757® и 2084®. Соответственно разность периодов определялась с точностью до O81I, т. е. с относительной точностью, равной 1 : 3300.

Колебания крутильной системы происходили в условиях пониженного давления — около 2 мм рт, ст. Исследования Хейла показали, что нет заметного изменения затухания колебаний при изменении давления от 50 мм до

1,5 мм рт. ст., что видно из табл. 5. По-видимому, роль

Таблица 5

Давление воздуха в мм рт. ст. 150 50 20 10 7 5 3 1,5
Отношение двух последовательных амплитуд колебаний 0,70 0,84 0,85 OO о 0,85 0,85 0,86 0,87

сопротивления остаточного воздуха при этих давлениях уже несущественна. Основное влияние на затухание оказывает внутреннее трение в крутильной нити, которое во времена первого опыта Хейла было исследовано мало.

При первоначальной амплитуде колебаний в 4° система могла колебаться в течение 20 часов. Раскачивание крутильной системы производилось попеременным поднесением двух бутылей с 2 кг ртути в каждой то с одной, то с другой стороны коромысла с грузами.

Температура внутри прибора отсчитывалась по термометру. Отсутствие термостатирования прибора является одним из слабых мест опытов Хейла. Использование в качестве больших грузов стальных цилиндров потребовало принятия мер предосторожности, чтобы исключить влияние магнитного поля на крутильную систему. Даже край-
і 14} ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ТЯГОТЕНИЯ ХЕЙЛОМ 77

не слабое влияние магнитного поля было бы недопустимо, ибо полный эффект силы притяжения при своем максимальном значении достигал величины всего в 0,001 дины.

Опыты ставились в подвале, разделенном на две комнаты. В одной устанавливался прибор, а в другой располагался наблюдатель. Эффект притяжения наблюдателя составлял менее IO-4 от эффекта притяжения больших масс. Чтобы не влиять на показания прибора, наблюдатель в процессе наблюдения оставался на месте. Это, по-видимому, вносило большие погрешности в результаты опыта в связи с изменениями температуры из-за присутствия наблюдателя в помещении, где производился опыт. Отсутствие вибрации в подвале позволяло ставить эксперименты как ночью, так и днем.

Крутильные колебания коромысла с массами в гравитационном поле других масс Хейл описывал дифференциальным уравнением вида (19). Поскольку он ориентировался на динамический метод использования крутильных весов, то задача измерения гравитационного взаимодействия масс свелась к определению частот крутильных колебаний системы при двух положениях притягивающих масс. Вычисление значения / было сопряжено с той трудностью, что в процессе колебаний изменялось расстояние и направление масс крутильной системы относительно притягивающих цилиндров. Это приводило к необходимости учитывать нелинейность момента сил притяжения в дифференциальном уравнении, описывающем колебание. Влияние нелинейности Хейл учитывал введением соответствующей поправки в период крутильных колебаний.

Использование Хейлом притягивающих масс в виде прямых круговых цилиндров было необычным по сравнению с предшествующими опытами. Для вывода выражения момента сил притяжения, создаваемого круговым цилиндром конечной длины, он представлял потенциал притяжения цилиндров в виде разложения в ряд по полиномам Лежандра

CXD 0*

V(P) = 2л/дас 2 (—l)nAi (~)2ПК1§ sin2"-1 0Pan (cos 0) d0,

n=o Vе/ J1
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 61 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed