Какво е гравитационната константа, как се изчислява и къде се използва тази стойност. Гравитационната константа е измерена с рекордно малка грешка

Правило „Гравитационна пързалка“ Вече се съгласихме: всичко е мисъл; мисълта е сила; движението на Силата е вълна. Следователно бойното взаимодействие по същество не се различава от прането на дрехи. И в двата случая протича вълнов процес.Трябва да разберете, че вълновият процес на живота

Гравитационната константа или иначе константата на Нютон е една от основните константи, използвани в астрофизиката. Фундаменталната физическа константа определя силата на гравитационното взаимодействие. Както е известно, силата, с която се привлича всяко от двете взаимодействащи тела, може да се изчисли от съвременната форма на писане на закона на Нютон за всемирното привличане:

• m 1 и m 2 - тела, взаимодействащи чрез гравитацията
• F 1 и F 2 – вектори на гравитационно привличане, насочени към противоположното тяло
• r – разстоянието между телата
• G – гравитационна константа

Този коефициент на пропорционалност е равен на модула на гравитационната сила на първото тяло, което действа върху второ точково тяло с единична маса, с единично разстояние между тези тела.

Ж= 6,67408(31) 10 −11 m 3 s −2 kg −1, или N m² kg −2.

Очевидно тази формула е широко приложима в областта на астрофизиката и позволява да се изчисли гравитационното смущение на две масивни космически тела, за да се определи по-нататъшното им поведение.

Трудовете на Нютон

Трябва да се отбележи, че в трудовете на Нютон (1684-1686) гравитационната константа изрично отсъства, както и в записите на други учени до края на 18 век.

Исак Нютон (1643 - 1727)

Преди това се използваше така нареченият гравитационен параметър, който беше равен на произведението на гравитационната константа и масата на тялото. Намирането на такъв параметър по това време беше по-достъпно, следователно днес стойността на гравитационния параметър на различни космически тела (главно Слънчевата система) е по-точно известна от индивидуалните стойности на гравитационната константа и масата на тялото.

µ = Г.М.

Тук: µ — гравитационен параметър, Же гравитационната константа и М— маса на обекта.

Размерът на гравитационния параметър е m 3 s −2.

Трябва да се отбележи, че стойността на гравитационната константа варира донякъде дори и до днес, а нетната стойност на масите на космическите тела по това време беше доста трудна за определяне, така че гравитационният параметър намери по-широко приложение.

Експеримент Кавендиш

Експеримент за определяне на точната стойност на гравитационната константа е предложен за първи път от английския натуралист Джон Мишел, който проектира торсионен баланс. Въпреки това, преди да успее да извърши експеримента, Джон Мишел умира през 1793 г. и инсталацията му преминава в ръцете на Хенри Кавендиш, британски физик. Хенри Кавендиш подобри полученото устройство и проведе експерименти, резултатите от които бяха публикувани през 1798 г. в научното списание, наречено Философски транзакции на Кралското общество.

Хенри Кавендиш (1731 - 1810)

Експерименталната постановка се състоеше от няколко елемента. На първо място, тя включваше 1,8-метрова кобилица, към краищата на която бяха прикрепени оловни топки с маса 775 г и диаметър 5 см. Кобилицата беше окачена на 1-метрова медна нишка. Малко по-високо от закрепването на конеца, точно над оста му на въртене, беше монтиран друг въртящ се прът, към краищата на който бяха здраво закрепени две топки с маса 49,5 kg и диаметър 20 cm.Центрите на четирите топките трябваше да лежат в една равнина. В резултат на гравитационното взаимодействие трябва да се забележи привличането на малки топки към големи. При такова привличане нишката на лъча се усуква до определен момент и нейната еластична сила трябва да бъде равна на гравитационната сила на топките. Хенри Кавендиш измерва силата на гравитацията чрез измерване на ъгъла на отклонение на кобилицата.

По-визуално описание на експеримента е достъпно във видеото по-долу:

За да получи точната стойност на константата, Кавендиш трябваше да прибегне до редица мерки за намаляване на влиянието на външни физически фактори върху точността на експеримента. Всъщност Хенри Кавендиш провежда експеримента не за да открие стойността на гравитационната константа, а за да изчисли средната плътност на Земята. За да направи това, той сравнява вибрациите на тялото, причинени от гравитационното смущение на топка с известна маса, и вибрациите, причинени от гравитацията на Земята. Той доста точно изчислява стойността на плътността на Земята - 5,47 g/cm 3 (днес по-точните изчисления дават 5,52 g/cm 3). Според различни източници стойността на гравитационната константа, изчислена от гравитационния параметър, като се вземе предвид плътността на Земята, получена от Coverdish, е G = 6,754 10 −11 m³/(kg s²), G = 6,71 10 −11 m³ /(kg s²) или G = (6,6 ± 0,04) 10 −11 m³/(kg s²). Все още не е известно кой пръв е получил числената стойност на константата на Нютон от трудовете на Хенри Ковърдиш.

Измерване на гравитационната константа

Най-ранното споменаване на гравитационната константа, като отделна константа, която определя гравитационното взаимодействие, е намерено в Трактата по механика, написан през 1811 г. от френския физик и математик Симеон Денис Поасон.

Измерването на гравитационната константа се извършва от различни групи учени и до днес. В същото време, въпреки изобилието от технологии, достъпни за изследователите, резултатите от експериментите дават различни стойности за тази константа. От това можем да заключим, че може би гравитационната константа всъщност не е постоянна, но може да променя стойността си с течение на времето или от място на място. Въпреки това, ако стойностите на константата се различават според резултатите от експериментите, тогава неизменността на тези стойности в рамките на тези експерименти вече е проверена с точност от 10 -17. Освен това, според астрономически данни, константата G не се е променила значително през последните няколкостотин милиона години. Ако константата на Нютон може да се променя, тогава нейната промяна няма да надвишава отклонение от 10 -11 - 10 -12 на година.

Трябва да се отбележи, че през лятото на 2014 г. група италиански и холандски физици съвместно проведоха експеримент за измерване на гравитационна константа от съвсем различен тип. Експериментът използва атомни интерферометри, които позволяват да се наблюдава влиянието на земната гравитация върху атомите. Така получената стойност на константата е с грешка 0,015% и е равна на Ж= 6,67191(99) × 10 −11 m 3 s −2 kg −1 .

Всички опити на експериментаторите да намалят грешката при измерване на гравитационната константа на Земята досега са сведени до нула. Както беше отбелязано по-рано, от времето на Кавендиш, точността на измерване на тази константа практически не се е увеличила. Повече от два века точността на измерването не е помръднала. Тази ситуация може да се нарече, по аналогия с "ултравиолетовата катастрофа", като "гравитационна постоянна катастрофа". Измъкнахме се от ултравиолетовата катастрофа с помощта на кванти, но как да излезем от катастрофата с гравитационната константа?

Нищо не може да бъде изтръгнато от торсионния баланс на Кавендиш, така че решението може да бъде намерено чрез използване на средната стойност на гравитационното ускорение и изчисляване Жот добре познатата формула:

Където g е ускорението на гравитацията (g=9,78 m/s2 – на екватора; g=9,832 m/s2 – на полюсите).

Р– радиус на Земята, m,

М– маса на Земята, кг.

Стандартната стойност на гравитационното ускорение, приета при конструирането на системи от единици, е равна на: g=9,80665. Оттук и средната стойност Жще бъде равно на:

Според полученото Ж, нека изясним температурата от пропорцията:

6,68·10 -11 ~x=1~4,392365689353438·10 12

Тази температура съответства на 20,4 o по скалата на Целзий.

Такъв компромис, според мен, би могъл да задоволи две страни: експерименталната физика и комитета (CODATA), за да не се преразглежда периодично и да се променя стойността на гравитационната константа за Земята.

Възможно е „законодателно“ да се утвърди текущата стойност на гравитационната константа за Земята G=6,67408·10 -11 Nm 2 /kg 2, но да се коригира стандартната стойност g=9,80665, леко намалявайки нейната стойност.

Освен това, ако използваме средната температура на Земята, равна на 14 o C, тогава гравитационната константа ще бъде равна на G=6,53748·10 -11.

И така, имаме три стойности, които се борят за пиедестала на гравитационната константа Жза планетата Земя: 1) 6.67408 10 -11 m³/(kg s²); 2) 6,68·10 -11 m³/(kg s²); 3) 6.53748 10 -11 m³/(kg s²).

Остава комисията CODATA да направи окончателната присъда коя от тях да одобри като гравитационна константа на Земята.

Може да ми се възрази, че ако гравитационната константа зависи от температурата на взаимодействащите тела, тогава силите на привличане през деня и нощта, зимата и лятото трябва да са различни. Да, точно така трябва да бъде с малките тела. Но Земята е огромна, бързо въртяща се топка, с огромно количество енергия. Следователно общият брой на крафоните, излитащи от Земята през зимата и лятото, денем и нощем, е един и същ. Следователно ускорението на гравитацията на една географска ширина винаги остава постоянно.

Ако се преместите на Луната, където температурната разлика между дневното и нощното полукълбо е много различна, тогава гравиметрите трябва да записват разликата в силата на гравитацията.

Подобни публикации

11 коментара

Само един въпрос към вас:

Или енергията не се разпространява във вашето пространство в сфера?

И ако вече сте решили да преминете към температурата, тогава в точките на центровете на масата, които, разбира се, правилно излъчват енергия, не е известно (не може да бъде потвърдено експериментално по никакъв начин), съответно, все още се нуждае да се изчисли.

Е, вие дори нямате следа от най-смисленото описание на процеса на гравитационно взаимодействие на телата, някои „червени фотони (крафони) влетяха в тялото, донесоха енергия, това е разбираемо, но не отговаря на въпроса: "защо трябва да започне да се движи (движи) точно в посоката, от която са пристигнали, а не в обратната посока, тоест според приложената сила (енергийния импулс, даден от тези ваши крафони)?"

Само един въпрос към вас:
Ако вече сте започнали да говорите за енергия, тогава защо напълно забравихте за 4Pi преди R^2?!
Или енергията не се разпространява във вашето пространство в сфера?
И ако вече сте решили да преминете към температурата, тогава в точките на центровете на масата, които, разбира се, правилно излъчват енергия, не е известно (не може да бъде потвърдено експериментално по никакъв начин), съответно, все още се нуждае да се изчисли.
Е, вие дори нямате следа от най-смисленото описание на процеса на гравитационно взаимодействие на телата, някои „червени фотони (крафони) влетяха в тялото, донесоха енергия, това е разбираемо, но не отговаря на въпроса: "защо трябва да започне да се движи (движи) точно в посоката, от която са пристигнали, а не в обратната посока, тоест според приложената сила (енергийния импулс, даден от тези ваши крафони)?"
________________________________________________________
Вместо един зададен въпрос имаше три, но не това е важното.
1. Относно 4π. Във формули (9) и (10) R2 е разстоянието от тялото (обекта) до центъра на Земята. Не е ясно откъде трябва да дойде 4π.
2. Относно максималната температура на дадено вещество в природата. Явно ви е мързело да отворите линка в края на статията: „Гравитационната константа е променлива“.
3. Сега по отношение на „смисленото описание на процеса на гравитационно взаимодействие на телата“. Всичко е разбрано и описано. За това в каква посока летят същите тези крафони, четем статиите: „“. Слънчевите фотони тръгват от повърхността на Слънцето без откат, с придобиване на допълнителни импулси. Фотонът, за разлика от материалния свят, няма инерция - неговият импулс възниква в момента на отделяне от източника без откат!
Явлението откат се наблюдава само при тела, когато под въздействието на вътрешни сили то се разпада на части, летящи в противоположни посоки. Фотонът не се разпада на части, не се разделя с придобития им импулс, преди да бъде погълнат, следователно за него ще е валиден израз (3).
" " и част 2.
Цитат от част 2: „Крафоните от елементарна топка излитат спонтанно, в различни посоки по нормалата на нейната повърхност. Освен това те са насочени главно в атмосферата, т.е. в по-разреден електромагнитен етер (EME) в сравнение с EME на водите на Световния океан. По принцип същата картина се наблюдава и на континентите.”
Уважаеми читатели, по темата: как възниква гравитацията и кой е нейният носител, прочетете цялата глава, озаглавена: „Гравитация“. Разбира се, можете да го направите избирателно; за да направите това, щракнете върху бутона „Карта на сайта“ в горното меню, разположено над заглавката на сайта.

Добавяне към предишен коментар.

12 октомври 2016 г На страниците на електронното научно-практическо списание „Съвременни научни изследвания и иновации“ е публикувана моята статия със заглавие: „Фотонно-квантова гравитация“. Статията очертава същността на гравитацията. Прочетете линка:

P.S. Алексей Прав си, това списание не съдържа тази статия. Прочетете коментара ми по-долу.

По някаква причина вашата статия не е в октомврийския брой на „Съвременни научни изследвания и иновации“ ((

„По някаква причина вашата статия не е в октомврийския брой на „Съвременни научни изследвания и иновации“ (("
Статия: ЗЕМНА ГРАВИТАЦИЯ ФОТОННО-КВАНТОВА ГРАВИТАЦИЯ преместена в друго списание: „Научни изследвания” № 5(5), 2016 г., стр. 79
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf

05.01.2017 г. Би ли ви било трудно да покажете по-подробно вашите изчисления на масата и радиуса на Земята, използвани във формулата за проверка G (9) за Земята. Не се ли страхувате от някаква физическа тавтология, използваща тези ИЗЧИСЛЕНИ стойности със същите константи? Микула

„Би ли ви било трудно да покажете по-подробно вашите изчисления на масата и радиуса на Земята, използвани във формулата за проверка G (9) за Земята. Не се ли страхувате от някаква физическа тавтология, използваща тези ИЗЧИСЛЕНИ стойности със същите константи? Микула"
———————————
Да, много по-подробно. Формула 9 изчислява две екстремни стойности на G за ускорението на гравитацията (g=9,78 m/s2 - на екватора; g=9,832 m/s2 - на полюсите). За стандартната стойност ускорението на гравитацията е зададено на 10. Що се отнася до масата и радиуса на Земята, те практически няма да се променят. Не виждам каква е тавтологията.

Да, много по-подробно. Формула 9 изчислява две екстремни стойности на G за ускорението на гравитацията (g=9,78 m/s2 - на екватора; g=9,832 m/s2 - на полюсите). За стандартната стойност ускорението на гравитацията е зададено на 10. Що се отнася до масата и радиуса на Земята, те практически няма да се променят. Не виждам каква е тавтологията.

„Всички тела с маса възбуждат гравитационни полета в околното пространство, точно както електрически заредените частици образуват електростатично поле около себе си. Може да се приеме, че телата носят гравитационен заряд, подобен на електрическия, или, с други думи, имат гравитационна маса. Установено е с висока точност, че инертната и гравитационната маса съвпадат.
2
Нека има две точкови тела с маси m1 и m2. Те са разделени една от друга на разстояние r. Тогава силата на гравитационното привличане между тях е равна на: F=C·m1·m2/r², където C е коефициент, който зависи само от избраните мерни единици.

3
Ако на повърхността на Земята има малко тяло, неговите размери и маса могат да бъдат пренебрегнати, т.к Размерите на Земята са много по-големи от тях. При определяне на разстоянието между планета и повърхностно тяло се взема предвид само радиусът на Земята, тъй като височината на тялото е пренебрежимо малка в сравнение. Оказва се, че Земята привлича тяло със сила F=M/R², където M е масата на Земята, R е нейният радиус.
4
Според закона за всемирното притегляне ускорението на телата под действието на гравитацията върху земната повърхност е равно на: g=G M/ R². Тук G е гравитационната константа, числено равна приблизително на 6,6742 10^(−11).
5
Ускорението на гравитацията g и радиусът на земята R се намират от директни измервания. Константата G е определена с голяма точност в експериментите на Кавендиш и Йоли. И така, масата на Земята е M=5,976 10^27 g ≈ 6 10^27 g.

Тавтологията, според мен, която разбира се е погрешна, е, че при изчисляването на масата на Земята се използва същият коефициент на Кавендиш Джоли G, наречен гравитационна константа, която дори изобщо не е константа, с което съм абсолютно съгласен Вие. Следователно вашето съобщение „Не можете да изтръгнете нищо от торсионния баланс на Кавендиш, така че решението може да се намери чрез използване на средната стойност на ускорението на гравитацията и изчисляване на G от добре известната формула:“ не е напълно правилно. Вашето изчисление на константата G вече се използва при изчисляване на масата на Земята. Не искам да ви упреквам по никакъв начин, просто наистина искам да разбера тази гравитационна константа, която изобщо я нямаше в закона на Робърт Хук, зададен от Нютон. С дълбоко уважение, Микула.

Скъпи Микула, желанието ти да разбереш и да се справиш с гравитационната константа е похвално. Като се има предвид, че много учени искаха да разберат тази константа, но не много успяха да го направят.
„Константата G е определена с голяма точност в експериментите на Кавендиш и Джоли.“
Не! C не е голям! Иначе защо науката ще харчи пари и време за редовната си проверка и изясняване, т.е. осредняване на резултатите, което KODATA прави. И това е необходимо именно за да се „претегли Земята“ и да се установи нейната плътност, с което Кавендиш стана известен. Но както виждате, G преминава от едно преживяване към друго. Същото се отнася и за ускорението на свободното падане.
Гравитационната константа е коефициент за една температурна стойност, а температурата е това, което е тегличът.
Какво предлагам? За планетата Земя задайте една стойност на G веднъж завинаги и я направете наистина постоянна, като вземете под внимание g.
Не бъдете мързеливи, прочетете всички статии в раздела G (гравитационна константа), мисля, че много ще ви стане по-ясно. Започни отначало:

Пътят ни е в мрака... И удряме чела не само в лигавите стени на тъмницата в търсене на проблясъци към изхода, но и в челата на същите нещастници, ругаещи и ругаещи... куци, безръки, слепи просяци... И не се чуваме. Протягаме ръката си и получаваме плюнки в нея... и затова нашият път е безкраен... И все пак... ето моята ръка. Това е моята версия за разбиране на природата на гравитацията... и „силното взаимодействие“.
Мезенцев Николай Федорович.

Твоята ръка, за съжаление, не ми помогна по никакъв начин, но защо трябва?

Този сайт използва Akismet за намаляване на спама. .

Вашият коментар се модерира.