와 함께 중력 상수를 찾을 수 있습니다 꽤 많은 근본적인 상수가 있습니다. 이것들은 빛의 속도(c)전자상의 전하(e)와 플랑크 상수(h)와 같은 것들입니다. 이러한 상수는 몇 가지 유형의 흥미로운 실험으로 결정됩니다. 첫 번째는 값 이러한 상수가 종종 어려운 찾을 빛의 속도로,예를 들어,계산에 의해 추적하는 목성의 위성. 물론 이제 우리는 훨씬 더 좋은 방법이 매우 정확한 값을 빛의 속도입니다. 우리는 더 이상 달에 의지 할 필요가 없습니다.

아마도 측정하기 가장 어려운 상수는 중력 상수(G)입니다. 이 중력 상수는 질량을 가진 두 물체 사이의 힘의 값을 부여하는 데 사용됩니다. 그것은 다음과 같은 중력 모델에 사용됩니다.

에서 이 표정, 중력에 따라 두 대중의 두 개의 상호 작용하는 개체뿐만 아니라 그들 사이의 거리(r)에서 표현이다. 나는에 대해 사과 다른 이상한 표기법(이하”모자에”r 과 다른 벡터한 것)—그러나는 벡터현을 위한 중력의 힘입니다. 언급 할 마지막 요점은 g 의 값입니다.그것은 약 6.67×10-11N*m2/kg2 입니다.이것은 1 미터 떨어져있는 거리에있는 두 개의 1 킬로그램 질량이 초소형 값의 중력을 갖게된다는 것을 의미합니다. 중력은 매우 약하다.

그러나 G 의 값을 어떻게 찾습니까? 의 여러 방법은 지금,하지만 난 원래 다시 하는 시간에 아마도 첫번째 방법을 찾는 이 상을 사용하여 산도 있습니다. 더 간단한 실험으로 시작하겠습니다. 내가 완벽하게 대칭 인 지구 위에 끈에 질량을 쥐고 있다고 가정 해 봅시다. 이렇게 보일 수도 있습니다(확장하지 않음).

두 가지 힘에는 질량. 첫째,끈이 위로 당기고 중력이 아래로 당깁니다(여기서”아래로”는”지구의 중심을 향해”를 의미합니다). 이러한 상향 및 하향 힘은 총 힘이 0 이고 질량이 휴식 상태로 유지되도록 동일한 크기를 가져야합니다. 되지 않을 것은 너무 어려운 측정을 위쪽으로 당기는 힘—사용할 수 있습 봄 규모입니다. 그런 다음이 상향 당기는 힘은 당신에게 하향,중력의 크기를 줄 것입니다.

일단 당신이 중력,당신은 단지 두 가지를 알아야(다른 값보다 질량 킬로그램). 지구의 반경과 지구의 질량을 알아야합니다. 지구의 반경은 너무 어렵지 않습니다-그리스인들은 그 크기의 꽤 좋은 근사치를 만들었습니다. 오,당신은 지구의 반지름이 필요하기 때문에 이것은 중력력 계산에서 두 질량 사이의”거리”에 대한 값입니다. 그러나 지구의 질량은 어떨까요? 그래,아무도 그게 뭔지 몰랐다. 너의 문제가있다.

무엇이 당신이 정말로 필요한 것은 몇 가지 다른 객체를 알고 있는 질량. 그러나 힘이 그렇지 않으면 슈퍼 작고 측정하기 어려울 것이기 때문에 꽤 큰 물체가되어야합니다. 산은 어때? 그것들은 큰 질량을 가지고 있습니다. 그래서 그것이 바로 그들이 사용한 것입니다-산. 다음은 이것이 어떻게 작동 할 것인가입니다. 당신은 다시 한 번 질량을 가지고 내 이전 예제에서와 마찬가지로 문자열에서 일시 중지합니다. 그러나,당신은이 질량을 산 근처에 두었습니다. 이제 부유 질량은 두 가지 중력,즉 지구에서”아래로”당기는 중력과 산에서 나오는 중력을 갖게됩니다. 다음은 그림을 그리는 데 도움이되는 다이어그램입니다.

이후 두 가지 중력을 산에서는 옆으로(상대적으로”down”),힘에서 문자열이어야 합니다 이제 당신은 단지 질량과 산까지의 거리를 알아야합니다. 가정 모두 중력에 따라 같은 G,일정 각도로 기울어의 문자열을 줄 것 사이의 관계 질량 산의 질량은 지구(의 나머지 지구). 붐. 그런 다음 지구의 질량을 사용하여 G 를 계산하십시오.

의 물론,몇몇 문제가 있으로 이 방법입니다. 내가 그들 중 일부를 살펴 보자.

산의 질량을 어떻게 찾습니까?

이것이 내 일이라면,나는 단지 산이 구라고 가정하고 일정한 밀도를 가정 할 것입니다. 구의 부피를 알기 때문에 밀도를 사용하여 질량을 계산할 수있었습니다. 너무 어렵지 않습니다. 그러나,있는 것은 큰 문제가—편향의 질량을 걸을 것이다 그래서 작은 차이에서 둥근 계산량과 실제 질량이 크게 증가할 수 있습니다. 솔직히,나는 여전히이 계산을 할 것입니다. 왜? 기 때문에 적어도할 수 있습을 계산하면 대략적인 예상되는 편향도의 대량 그래서 나는 생각을 가지고있는 방법의 정확한 구 측정합니다.산의 질량을 찾는 더 좋은 방법은 실제로 측정하는 것입니다. 기압계로 높이를 얻을 수 있지만 다른 치수는 어떻습니까? 답:카운터 라인. 예,산 주위에 일정한 고도의 선을 매핑함으로써 수평 조각으로 질량을 계산할 수 있습니다. 이 산의 문제는 18 세기에 카운터 라인의 재발견의 근원이었던 것 같습니다.

하지만 기다려! 그것은 당신이 필요로하는 산의 질량뿐만 아니라 총 중력이기도합니다. 산의 일부는 매달려있는 덩어리에 더 가깝고 멀리 떨어져있는 부분보다 더 많은 효과가있을 것입니다. 본질적으로,당신은 그것의 총 중력 당김을 찾기 위해 산 위에 볼륨 적분을 수행해야합니다.

어떻게”아래로”측정합니까?

당신이 질량을 걸고 슈퍼 거대한 산 근처에 서 있다고 가정하십시오-질량은 어느쪽으로 매달려 있습니까? 대답은 똑바로 내려갑니다. 인간은 중력장의 방향에 따라 위아래로 정의합니다. 그럼에도 불구하는 대규모 산 것이 결과에 중력장하지 않는 지점으로 지구의 중심에,우리는 할 수 없을 것을 말하에 교수형으로 질량(는 우리는 또한 수직 밥).

대신”up”과”down”을 찾는 대체 방법이 있어야합니다.”대답은 별입니다. 별의 위치를 측정하여 대. 그것의 예측 된 위치,당신은 별을 기반으로 위아래에 대한 값을 얻을 수 있습니다. 오,쉽지는 않지만 할 수있어. 아무도 과학이 쉽다고 말한 적이 없습니다.