Kompletny zestaw eksperymentalny: Pomiar stałej grawitacji/ Skomputeryzowana waga Cavendisha

Podstawy:

Dwie małe kulki ołowiane o jednakowej masie umieszczone są na każdym końcu belki zawieszonej na wolframowej, cienkiej nici, tak aby mogła swobodnie poruszać się względem położenia równowagi. Gdy dwie kolejne, ale większe, ołowiane kule umieszczone na obrotowym ramieniu blisko tych małych, pojawią się wzajemne siły przyciągania grawitacyjnego. Jednocześnie, skręcona metalowa nić wywołuje powrotny moment siły, wywołujący tłumione drgania pręta z małymi kulami względem nowego położenia równowagi. Z różnicy kąta drgań dla różnych położeń równowagi oraz dynamicznego zachowania się systemu podczas przyciągania, można wyznaczyć stałą grawitacji.

Zintegrowany czujnik pojemnościowy wytwarza stałe napięcie proporcjonalne do kąta odchylenia. Te informacje są zapisywane w czasie za pomocą systemowego interfejsu, dzięki temu można wyznaczyć wartość kąta obrotu.

Tematy pokrewne:

Prawo grawitacji, drgania skrętne, drgania tłumione i nietłumione, drgania wymuszone, moment siły, moment bezwładności sfery i pręta, twierdzenie Steinera, moduł sprężystości

Zadania:

• Kalibracja napięcia pojemnościowego czujnika kąta
• Wyznaczenie czasu oscylacji i tłumienia drgań swobodnych wahadła skrętnego.
• Wyznaczenie stałej grawitacji za pomocą metody przyspieszenia, metody największego wychylenia (metoda równowagi) oraz metody rezonansu.

Skład zestawu: