Loading...
 

Dodatek: Doświadczenie Cavendisha

W swoim pomiarze Cavendish wykorzystał fakt, że siła potrzebna do skręcenia długiego, cienkiego włókna kwarcowego jest bardzo mała. Natakim włóknie zawiesił pręt z dwiema małymi kulkami ołowianymi \( (m) \) na końcach ( Rys. 1 ). Następnie w pobliżu każdej z kulek umieścił większą kulę ołowianą \( (M) \) i zmierzyłprecyzyjnie kąt \( \alpha \) o jaki obrócił się pręt.

Pomiar wykonany metodą Cavendisha dał wartość \( G=6.67·10{^{-11}} \) Nm \( {^2} \)/kg \( {^2} \).


Znając już wartość stałej \( G \), Cavendish wyznaczył masę Ziemi \( M_Z \) z równania

\( M_{{Z}}=\frac{gR_{{Z}}{{^2}}}{G} \)


: Doświadczenie Cavendisha
Rysunek 1: Doświadczenie Cavendisha


Cavendish wyznaczył też masę Słońca i masy planet, tych których satelity zostały zaobserwowane.

Przykład 1: Ruch planet wokół słońca


Rozpatrzmy ruch planety o masie \( m \) krążącej w odległości \( R \) wokół Słońca o masie \( m \). Wtedy siła przyciągania grawitacyjnego wynosi

\( F=G\frac{Mm}{R^{{2}}} \)


a ponieważ przyspieszenie w ruchu po okręgu jest dane wyrażeniem

\( a=\frac{4\pi ^{{2}}R}{T^{2}} \)


to równanie ( 2 ) przyjmuje postać

\( G\frac{Mm}{R^{{2}}}=m\left(\frac{4\pi^{{2}}R}{T^{{2}}}\right) \)


skąd otrzymujemy

\( M=\frac{4\pi ^{{2}}R^{{3}}}{GT^{{2}}} \)

 

Zadanie 1: Okres obiegu Apollo

Treść zadania:
Oblicz jaki był okres obiegu Księżyca przez moduł statku Apollo?

Dane:
promień Księżyca \( R_K = 1740 \) km, jego masa \( m_K= 7.35·10^{22} \) kg oraz stała \( G = 6.67·10^{-11} \)Nm \( ^{2} \)/kg \( ^{2} \). Wynik zapisz poniżej.
Wskazówka:
Skorzystaj z równania ( 4 ).
\( T= \)


 

Zadanie 2: Masa słońca

Treść zadania:
Na podstawie wzoru ( 5 ) oblicz masę Słońca przyjmując odległość Ziemia - Słońce równą \( R=1.5\times 10^8 \) km, oraz okres obiegu \( T=1 \) rok. Porównaj ten wynik z masą Ziemi obliczoną na podstawie równania ( 1 ). Ile razy masa Słońca jest większa od masy Ziemi? . \( m_s=m_Z=M_{S } \)/ \( M_Z \)=

 


Ostatnio zmieniona Piątek 24 z Czerwiec, 2022 11:34:45 UTC Autor: Zbigniew Kąkol, Kamil Kutorasiński
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.