卡文迪许怎样测量引力常量G
卡文迪许是用扭秤测出的。 扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度。力越大,扭转的角度也越大。反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小。当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出引力常量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。
一物体在地球表面重16N,它在以5的加速度加速上升的火箭中的视重为9N,则此火箭离地球表面的距离为地球半径的几倍【要有过程,要详细,简洁】
由G=mg得,m=G/g=16/10N=1.6N。
由牛顿第二定律得,物体在高空时的重力加速度为g1,则
F-mg1=ma
g1=(F-ma)/m=(9-1.6X5)/1.6N=5/8N,
由万有引力定律得,
g=GMm/R方-----------------------------------(1)
g1=GMm/(R+h)方----------------------------(2)
由(1)/(2)得
g/g1=(R+h)方/R方
则h/R=根号下g/g1-1=10/(5/8)-1=3
所以,距离为3倍
地球赤道上重力加速度为g,赤道附近围绕地球自转的向心加速度为a
答案应该是:m(g+a)。
万有引力的一个作用效果是产生提供随地球自转的向心力ma,另一部分作用效果是产生对地球表面的压力mg,而在赤道上的两个分力的方向相同,故有F引=F向+F重。