Способ определения гравитационной постоянной

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

С оциалистимесннх

Республик (») 492837 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.03 74 (21)2006499/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01о 7/00

Гооударстввнный комитет

Совета Инннотров СССР по делам нэооретвннй н открытнн

Опубликовано25.11.75. Бюллетень №43 (53) УДК

531. 5 (088. 8 ) Дата опубликования описаии4 28.01.76) Н. И. Агафонов, В. П. Измайлов, О. В. Карагиоз, Э. Г. Кочерин и О В Петров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАВИТАЦИОННОЙ ПОСТОЯННОЙ

Изобретение относится к области метро-" логии, а именно к гравиметрическим измерениям.

Известен способ определения гравитационной постоянной с помошью крутильных весов, работающих в динамическом режиме, в котором немагнитную пробную массу юсти» руют в азимутальном и поперечномнаправлениях вдоль линии равновесия весов, измеряют периоды колебаний весов и расстояния 10 между взаимодействуюшими массами. Гравитационная постоянная определяется по измеренным значениям возмушенных периодов и расстояниям между массами. . 15

Целью иэобре гения является повышение точности измерений.

Для этого немагнитную пробную массу юстируют в двух или более точках, измеряют в каждой из этих точек период колебвп и ний весов, приращение расстояния от первоначальной точки и составляют систему уравнений, рассчитывая расстояния между вэаимодействуюшими массами и гравитационную постоянную. Расстояние от центра проб-йб

2 ной массы до центра коромысла в положении, когда пробная масса отьюстирована, определяется приближенно. С(днако иэмене ние) расстояния, фиксируется весьма точно. Для этого необходимо переместить пробную массу в направлении горизонтальной осевой линии на величинуо, и измерить новое значение периода колебаний весов. Линия перемещения пробной массы определяется с помошью засечек в двух точках, в каждой из которых проводится юстировю положения пробной массы как по .азимуту, так и по вертикали. Если шаг перемешения пробной массы равен аС, то способ позволяет получить неэависиа мых уравнений, решая которые можно уточнить приближенно измеренное расстояние и определить абсолютное значечие гравитационной постоянной.!

Исходя из точности определения грави1тационной постоянной 1. 10 и пренебрегая

, членами высших порядков, получаем значе1" ние гравитационной постоянной из уравне ния

4 12ЬЭ7 где F-tц+ (1" )а, (<2J;

, — период невозмущенных колебаний весов;

, — период колебаний весов, возмущеннь и пробной массой;

16 — момент инерции коромысла с грузами относительно вертикальной оси;

L - длина плеча коромысла; п1 - масса коромысла, ненагруженного а массами m

1б

Г ашиуда крути х zoae6amzR.

ПериодыТд и 71 определяются в процес-5 се работы с прибором с точностью 1 10.

Величина 3 определяется дистанционно с помощью двух фотоприемников, входящих в устройство оптической индикации периода колебаний весов. Таким образом, приведенное уравнение содержит следующие неизвестные, которые не измеряются непосредственно: 8, f .. Следовательно, для опре- чб деления 4 необходимо перемещать пробную массуху по крайней мере один раэ и производить замеры периодов.

Способ поясняется чертежом, где Хустройство возбуждения крутильных колебаний весов; 2» вакуумированные крутильные весы; 3 - устройство оптической индикации периода колебаний весов; 4 — устройство перемещения пробной массы; 5— пробная масса (М}; 6 - масса одного груза коромысла весов (т); . - расстояние от оси вращения весов до центра масс грузов коромысла; C - расстояние от оси вращения до центра масс пробного тела; а8 фиксированный шаг перемещения пробной Щ массы.

Способ заключается в следующем.

С помощью устройства 1 весам 2 сообшают крутильные колебания. Период колебаний весов в отдельности регистрируется 5 оптической системой индикации 3. С помощью устройства 4 центр пробной шаровой массы 5 из немагнитного материала расЮ

iQ полагается в горизонтальной плоскости, проходящей через коромысло крутильных весов вблизи одного из грузов 6 коромысла. Требуемое положение: пробной массы контролируется по реакции весов. При отсутствии пробной массы обе половины периода должны быть равны, что достигается подбором места раеположения фотоприемника системы индикации. Расположение пробной массы строго по линии равновесия коромысла весов не нарушит равновесия полупериодов, а только изменитЬ абсолютное значение периода колебаний, В случае нарушения равенства полупериодсв пробная масса с помощью устройо-.ва 4 должна быть перемещена по азимуту. Далее опять проводится оценка совпадения полупериодов. Указанная процедура должна продолжаться до тех пор, пока полупериоды колебаний весов не совпадут. После этого производится юстировка положения пробной массы по вертикали - по получении максимальной реакции весов.

Формула изобретения

Способ определения гравитационной постоянной с помощью крутильных весов, работающих в динамическом режиме, в кото ром немагнитную пробную массу юстируют в аэимутальном и поперечном направлениях вдоль лин:ии равновесия весов, измеряют периоды .колебаний весов и расстояния между взаимодействующими массами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью, повышения точности, немагнитную пробную массу юстируют в двух или нескольких точках, иэмерякиг в каждой из этих точек период колебаний весов, приращение расстояния от первоначальной точки, составляя сис тему уравнений, рассчитывают расстоян;ия между взаимодействующими массами и гравитационн.ую постоянную.

492837 J

) С т и УнРУно

Техред М. Ликович Корректор 1 1.

Тираж 6 19 П од пгс кое

Государственного комитета Совета Министров СС. - по делам изобретений и открытий

Ц .РЛЯИ, 3635, Мыква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4 5 :-:.л,,".л .. )!П "Патент „г, Ужгород, ул. Гагарина, 101