重力加速度的测量研究 |
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研究报告
大学物理实验
序号: 10
重力加速度的测量研究
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摘要:
重力加速度是一个重要的物理常数 , 其值会随纬度和海拔高度的不同而不同。 准确测量 不同地区的重力加速度在理论、 生产和科学研究中都具有重要意义。 目前能够准确测量重力 加速度的方法有很多种。 本文分析了传统多种测量重力加速度的方法, 提出新的实验方法 ( 用 压力传感器测重力加速度 ), 并对此方法进行了分析和应用。最后比较了几种方法的特点 , 说 明新方法的可行性。
正文:
伽利略首先证明,如果空气摩擦的影响可以忽略不计,则所有落地的物体 都可以以同一速度下降, 也就是说物体都具有相同的加速度, 这个加速度称为重 力加速度 g 。重力加速度是一个重要的地球物理常数。准确测量它的量值,无论 在理论上还是在科研和生产等方面都有极其重要的意义。 在历史上, 人们曾经花 费了很多的精力和时间来研究这个问题, 如波兹坦大地测量研究所曾用凯特摆花 了八年的时间, 才正确地测得了当地的重力加速度。 现在我们高中就知道, 重力 是地球引力的一个分力。 地球是绕着自转轴旋转的因此地球上的物体就需要一个 垂直于自转轴的向心力 , 这个向心力就只能由万有引力提供 , 即向心力是万有引 力的一个分力 , 另一个分力就是重力。
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的 压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传 感器。我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介 质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当 机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候, 某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据 这个效应研制出了压力传感器。常见的压力传感器有应压片压力传感器和 压电式压力传感器(如下图) :
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