Постоянная тяготения и масса земли - Сагитов М.У.
Скачать (прямая ссылка):
В качестве нити были применены как отожженная (ф = 35 мк) так и неотожженная (ф = 30 мк) вольфрамовые нити однометровой длины. По упругим последействиям вольфрамовая нить не уступает нити из плавленого кварца, а на разрыв она в 2—3 раза прочнее. Отожженная нить оказалась по своим упругим свойствам более стабильной, чем нить, полученная жесткой протяжкой без последующего отжига. Ho зато последняя при той же прочности на разрыв (обе нити разрывались при нагрузке 280—290 г), будучи более тонкой, позволяла существенно увеличить чувствительность прибора. Периоды колебаний крутильной системы с нитью из отожженной проволоки составили 1880® и 1640® при дальнем и ближнем положениях притягивающих масс соответственно. Для нити же из проволоки, полученной жесткой протяжкой, период увеличивался соответственно до 2920s и 2200s. Экспериментаторы пробовали использовать бифи-лярный подвес для крутильной системы с расстоянием между нитями подвеса 0,5 мм. Однако система оказалась неустойчивой в работе. Измерения с нею в течение месяца показали, что случайные флуктуации периода были порядка 1/3000 и поэтому в дальнейших опытах бифиляр-ный подвес, так же как и подвес из нескольких скрученных нитей, не использовался.
В опытах 1942 г. были предприняты попытки увеличить длину коромысла до 80 см. Однако возникла необходимость устранения изгиба коромысла под действием веса шаровых грузов на его концах. Дополнительных оттяжек или коромысла в виде фермы Хейл и Хржановский избегали, чтобы облегчить последующие расчеты, хотя
82
КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ
[ГЛ. II
эффект притяжения коромысла притягивающими массами составлял всего 1 % от притяжения шаров. Пришлось остановиться на алюминиевом трубчатом коромысле длиной 20 см и 0,5 см в диаметре. Общая масса коромысла составляла 5,7 г. Притягиваемые шаровые массы весом по 87 г изготовлялись из платины и подвешивались на 4 см ниже уровня коромысла на тонкой вольфрамовой нити.
Авторы отказались также и от использования крестообразного коромысла с четырьмя шаровыми массами на его концах для увеличения чувствительности прибора, так как и в этом случае цель не достигается. Когда большие притягивающие массы находятся вблизи одной пары притягиваемых шаров, они будут далеко расположены от другой пары шаров коромысла. Эффекты притяжения частично нейтрализуются и тем больше, чем короче плечи крестовины. Нецелесообразной оказалась попытка устранить влияние на результат притяжения самого коромысла. Для этого его можно было бы изготовить в виде колеса, на ободе которого укреплялись бы притягиваемые шары. Ho это привело бы к значительному увеличению нагрузки на крутильную нить, а следовательно, и к увеличению ее диаметра, т. е. к нежелательному уменьшению чувствительности крутильной системы. Можно было бы поступить иначе: определить период крутильных колебаний системы с двумя парами шаров различных масс в каждом из двух положений притягивающих масс. Получающиеся в результате такого опыта четыре периода принципиально позволяют исключить притяжение коромысла. Ho возникает непреодолимая трудность — не удается избежать нарушения упругих свохіств подвесной системы при арретировании и смене шаров на коромысле. Заметим, что простое арретирование коромысла в опытах Хейла и Хржановского изменяло период на несколько секунд.
В опытах 1942 г. в качестве больших притягивающих масс также использовались стальные цилиндры весом по 66 кг. Если ранее они располагались вертикально, то теперь — горизонтально (рис. 11). Такое расположение облегчило процесс измерения расстояний между крутильной системой и цилиндрами. Авторы тщательно юстиро-
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЕЙЛА И ХРЖАНОВСКОГО
S3
вали прибор, добиваясь симметричного положения больших цилиндрических масс и крутильной системы. Необходимо было добиться установки цилиндров с точностью до +0,01 см, что не составило большого труда, поскольку сами они изготовлялись с точностью +0,001 см. Коромысло крутильной системы регулировалось но азимуту, продольному и поперечному направлениям с точностью до +03,01 и +0,01 см соответственно.
Первоначальная юстировка периодически проверялась и обнаруяіенньїе изменения учитывались в расчетах. Все измерения обычно проводились в ночное время, когда влияние микросейсм было наименьшее.
Корпус прибора изготовлялся из различных материалов. Маятниковый ящик и его крышка были сделаны из мягкого железа для магнитной защиты.
Нить крутильной системы подвешивалась в латунной трубе. Притягивающие массы устанавливались на стальном кольце, которое на шариках каталось но другому кольцу, что позволяло легко осуществлять перемещение притягивающих масс. Колебание крутильной системы происходило при давлении 0,5 мм рт. ст. Дальнейшее разрежение воздуха не имело практического смысла, так как над силами сопротивления остающегося воздуха превалируют силы внутреннего трения в нити крутильной системы.
Рис. 11. Общий вид прибора Хейла и Хржановского.
— коромысло крутильной системы, притягиваемые массы, з — нить, 4 — ее кожух, о — корпус крутильной системы, 6 — притягивающие массы, 7 — диск, с помощью которого поворачивались притягивающие массы, 8 — кран для вакуумирования.
