Байгууллага Ньютон хууль бүх нийтийн таталцал гарч ирэв хамгийн чухал үйл явдалтүүхэнд физикчид. Үүний ач холбогдол нь юуны түрүүнд түүний олон талт байдлаас тодорхойлогддог таталцлын харилцан үйлчлэл. Одон орон судлалын төв салбаруудын нэг болох селестиел механик нь дэлхийн таталцлын хуульд суурилдаг. Бид дэлхий рүү татах таталцлын хүчийг мэдэрдэг боловч жижиг биетүүдийн бие биендээ татагдах нь үл анзаарагддаг. Энгийн биетүүдийн хувьд бүх нийтийн таталцлын хууль хүчин төгөлдөр болохыг туршилтаар нотлох шаардлагатай байв. Г.Кавендиш яг ийм зүйл хийж, дэлхийн дундаж нягтыг нэгэн зэрэг тодорхойлжээ.

Энд m 1 ба m 2 нь масс юм материаллаг цэгүүд, R нь тэдгээрийн хоорондох зай, a Ф- тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч. Өмнө нь XIX эхэн үезуун ГБүх тооцооллын хувьд үүнийг бүх нийтийн таталцлын хуульд оруулаагүй болно селестиел механиктогтмолуудыг ашиглахад хангалттай Г.М., кинематик хэмжээстэй. Тогтмол ГЭнэ нь анх удаагаа нэгжүүдийг нэгтгэж, дан руу шилжсэний дараа л гарч ирсэн бололтой метрийн системдахь арга хэмжээ XVIII сүүлзуун. Тоон утга ГТуршилтаар тодорхойлох шаардлагатай байсан дэлхийн дундаж нягтралаар тооцоолж болно. Хэзээ гэдэг нь ойлгомжтой мэдэгдэж байгаа үнэ цэнэнягт c ба дэлхийн радиус R, түүнчлэн хурдатгал Чөлөөт уналт gтүүний гадаргуу дээр та олж болно Г:

Туршилтыг анх санал болгосон Жон Мишелл. Тэр бол туршилтын суурилуулалтын гол хэсэг болох мушгирах балансыг зохион бүтээсэн боловч нас баржээ 1793 хэзээ ч туршлага олж авалгүйгээр. Түүнийг нас барсны дараа туршилтын тохиргооруу шилжсэн Хенри Кавендиш. Кавендиш тохиргоог өөрчилж, туршилт хийж, тэдгээрийг тайлбарлав Философийн гүйлгээ 1798 онд.

Суурилуулалт

Мушгих хэмжүүр

Суурилуулалт нь түүний төгсгөлд бэхлэгдсэн жижиг тугалганы бөмбөлөг бүхий модон рокер юм. Энэ нь 1 м урттай мөнгөн бүрсэн зэсийн утас дээр дүүжлэгдсэн бөгөөд бөмбөгийг бөмбөгөнд авчирдаг илүү том хэмжээтэй 159 кг жинтэй, мөн хар тугалгатай. Таталцлын хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд рокер тодорхой өнцгөөр эргэлддэг. Утасны хатуу байдал нь рокер 15 минут тутамд нэг хэлбэлзэл хийдэг байв. Рокер гарны эргэлтийн өнцгийг рокер гар дээрх толин тусгал руу чиглүүлж, микроскопоор тусгах гэрлийн туяа ашиглан тодорхойлсон. Мэдэх уян хатан шинж чанарутаснууд, түүнчлэн рокер гарны эргэлтийн өнцгийг тооцоолж болно таталцлын тогтмол.

Конвекцийн урсгалаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд уг суурилуулалтыг салхинаас хамгаалах камерт хийсэн. Хазайлтын өнцгийг телескоп ашиглан хэмжсэн.

Утасны мушгиралтыг төмөр бариул ба хар тугалганы бөмбөлгүүдийн соронзон харилцан үйлчлэлтэй холбон тайлбарлаж, Кавендиш үүнийг зэсээр сольж, ижил үр дүнд хүрсэн.

Та тоон утга

IN БританникаГ.Кавендиш G = 6.754·10 -11 м?/(кг с?) утгыг авсан гэж заасан байдаг. . Үүнийг Э.П.Коэн, К.Кроу, Ж.Дюмонд нар бас хэлсэн болон А. Күүк. .

Л.Купер хоёр боть физикийн сурах бичигтээ G=6.71·10 -11 m?/(кг с?) гэсэн өөр утгыг өгсөн байдаг. .

О.П.Спиридонов - гуравдугаарт: G=(6.6 ± 0.04) 10 -11 м?/(кг с?) .

Гэсэн хэдий ч Кавендишийн сонгодог бүтээл Г-д ямар ч үнэ цэнэ өгөөгүй.Тэр зөвхөн дундаж утгыг тооцоолсон нягтралДэлхий: 5.48 нягт ус (орчин үеийн утга 5.52 г / см?). Манай гаригийн дундаж нягт 5.48 г/см гэсэн Кавендишийн дүгнэлт? гадаргуугаас ~2 г/см-ээс их байх нь гүнд хүнд бодисууд төвлөрч байгааг баталжээ.

Таталцлын тогтмолыг анх нэвтрүүлсэн нь анх удаа л байсан бололтой С.Д. Пуассон"Механикийн тухай трактатын" (1811) . Дараа нь G-ийн утгыг бусад эрдэмтэд Кавендишийн туршилтын өгөгдлөөр тооцоолсон. Г-ийн тоон утгыг хэн анх тооцоолсныг түүхчид мэдэхгүй.

Маренков Алексей

Таталцлын тогтмолыг тодорхойлох, гаригийн массыг тооцоолох туршилтуудын түүх.

Татаж авах:

Урьдчилан үзэх:

Үзүүлэнг урьдчилан үзэхийг ашиглахын тулд Google бүртгэл үүсгээд түүн рүү нэвтэрнэ үү: https://accounts.google.com

Слайдын тайлбар:

Физикийн тухай илтгэл: “Гариг таталцлын тогтмолыг тодорхойлох, гаригийн массыг хэмжих Генри Кавендишийн туршилт” ГБОУ-ын 1465-р дунд сургуулийн 9-р ангийн сурагч Алексей Маренков Физикийн багш: Л.Ю. Круглова Москва, 2013 он

Төлөвлөгөө 1. Түүх 2. Туршилтын суурилуулалт 3. Таталцлын тогтмолын тооцоолсон утга 4. Таталцлын тогтмолын физик утга. 5. Кавендишийн туршлага таталцлын хуулийг дахин сэргээсэн. 6. Генри Кавендишийн туршлагын үүрэг 7. Дэлхийн массыг тодорхойлох

Түүх Ньютон дэлхийн таталцлын хуулийг бий болгосон нь физикийн түүхэн дэх хамгийн чухал үйл явдал байв. Үүний ач холбогдол нь юуны түрүүнд таталцлын харилцан үйлчлэлийн түгээмэл байдлаас тодорхойлогддог. Одон орон судлалын төв салбаруудын нэг болох селестиел механик нь бүх нийтийн таталцлын хуульд суурилдаг. Бид дэлхий рүү татах таталцлын хүчийг мэдэрдэг боловч жижиг биетүүдийн бие биендээ татагдах нь үл анзаарагддаг. Энгийн биетүүдийн хувьд бүх нийтийн таталцлын хууль хүчин төгөлдөр болохыг туршилтаар нотлох шаардлагатай байв. Кавендиш яг ийм зүйл хийж, дэлхийн дундаж нягтыг нэгэн зэрэг тодорхойлжээ. Туршилтыг анх Жон Мишелл санал болгосон. Тэрээр туршилтын суурилуулалтын гол хэсэг болох мушгирах балансыг зохион бүтээсэн боловч туршилтаа дуусгалгүй 1793 онд нас баржээ. Түүнийг нас барсны дараа туршилтын төхөөрөмж нь Генри Кавендишт шилжсэн. Кавендиш уг тохиргоог өөрчилж, туршилт хийж, 1798 онд Философийн гүйлгээнд тайлбарлав.

Суурилуулалт нь 5 см-ийн диаметртэй, 775 гр жинтэй жижиг хар тугалгатай бөмбөлөг бүхий 1.8 м урттай модон рокер, 1 м урттай мөнгөн бүрсэн зэс утас дээр бэхлэгдсэн байв эргэлтийн тэнхлэг нь утасны тэнхлэгтэй аль болох нарийвчлалтай давхцаж буй тусгай эргэдэг ферм, 20 см диаметртэй, 49.5 кг жинтэй хоёр том хар тугалгатай бөмбөлөг авчирч, фермд хатуу бэхэлсэн. Жижиг бөмбөлгүүд том хэмжээтэй таталцлын харилцан үйлчлэлийн улмаас рокер гар нь тодорхой өнцгөөр хазайсан. Утасны уян хатан шинж чанар, түүнчлэн рокерын эргэлтийн өнцгийг мэдэхийн тулд бид жижиг бөмбөгийг том руу татах хүч, улмаар таталцлын тогтмолыг тооцоолж болно. Утасны мушгиралтын уян хатан чанарыг тухайн хугацаанд үндэслэн тодорхойлсон чөлөөт чичиргээ 15 минут байсан рокер. Хэмжсэн хүч нь өчүүхэн бага тул хэмжсэнтэй шууд хамааралгүй туршилтын физик нөхцлийн нөлөөнөөс үүссэн алдааг нөхөх хэд хэдэн арга хэмжээ авсан. таталцлын хүч, гэхдээ эдгээр хүчний нөлөөлөлтэй харьцуулах боломжтой эсвэл түүнээс ч илүү үр дүнд нөлөөлж болно. Эдгээр арга хэмжээний дотроос дараахь зүйлийг тэмдэглэж болно.

Туршилтыг хоёр үе шаттайгаар явуулдаг: эхлээд том бөмбөлөгүүдийг нэг талдаа эргэдэг фермийн механизм ашиглан жижиг хэсгүүдэд авчирдаг (жишээлбэл, цагийн зүүний эсрэг, зурагт үзүүлсэн шиг), дараа нь эсрэг талд нь хэмжилт хийдэг. давхар өнцөгутсыг мушгих - рокерыг нэг чиглэлд хазайлгахаас эхлээд эсрэг чиглэлд. Энэ нь өнцгийн шууд хэмжсэн утгыг нэмэгдүүлж, хамгийн чухал нь туршилтын явцад хүнд бөмбөлгийг хөдөлгөх үед суурилуулалт ба/эсвэл барилга байгууламжийн хазайлт, хэв гажилтын нөлөөлөл, түүнчлэн бүх төрлийн үр дүнд үзүүлэх нөлөөллийг нөхдөг. тэгш бус хүчин зүйлүүд: суурилуулалтын техникийн хувьд зайлшгүй тэгш бус байдал, таталцлын нөлөөойролцоо байрлах асар том объектууд (барилга, уул гэх мэт), соронзон оронДэлхий, түүний эргэлт, нар, сарны байрлал гэх мэт. Өрөөн доторх агаарын урсгалын конвекцийн нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд мушгирах тэнцвэрийг модон яндангаар хийсэн. Утасны мушгиралт нөлөөлж магадгүй гэж үзвэл соронзон харилцан үйлчлэлтөмөр фермийн саваа, хар тугалгатай бөмбөлөг, Кавендиш савааг зэсээр сольж, ижил үр дүнд хүрсэн.

ABCDDCBAEFFEA нь мушгирах балансыг түдгэлзүүлсэн суурин модон бүрхүүл юм. м - нимгэн модон рокер саваа. g - рокерын гарт хатуу байдлыг өгдөг нимгэн мөнгөн утсаар хийсэн дамнуурга. X - утсан дээрх цацрагаас дүүжлэгдсэн жижиг бөмбөлгүүд. K - рокер гарыг анх суурилуулах бариул. RrPrR - эргэдэг ферм, түүнд том бөмбөлөг бэхлэгдсэн MM - фермийн эргэлтийн механизмын дамар. L - гэрэлтүүлгийн төхөөрөмж T - рокер гарны төгсгөлийн эсрэг талд байрлах яндангийн төгсгөлийн хананд бүрхүүлтэй нүхээр рокер гарны хазайлтыг ажиглах телескопууд. Эдгээр нүхнүүдийн доод ирмэг дээр доторяндан дээр жинлүүр суурилуулсан Зааны ясан 1/20 инч (ойролцоогоор 1.2 мм) хэмжээтэй. Рокер гарны төгсгөлд ижил материалаар хийсэн, ижил хуваагдалтай, 5 хэсэгт хуваагдсан вернирийг бэхэлсэн. тэнцүү сегментүүд. Тиймээс рокер гарны төгсгөлийн хазайлтыг хэмжих нарийвчлал нь инчийн 1/100 байв. Хоёр телескоп байгаа нь туршилтын зөв эсэхийг хянах боломжийг олгосон: хэрэв дурануудын уншилтууд мэдэгдэхүйц ялгаатай байсан бол энэ нь угсралтын дизайнд ямар нэгэн согог, эсвэл тодорхойгүй физик хүчин зүйл байгааг илтгэнэ. үр дүнд нөлөөлсөн. Тухайн үедээ энэхүү суурилуулалт нь физикийн туршилтын урлагийн хосгүй шилдэг бүтээл байсан юм.

Тооцоолсон утга Г.Кавендиш G = 6.754·10 −11 m³/(кг s²) утгыг авсан гэж Британника бичжээ. Үүнийг Э.П.Коэн, К.Кроу, Ж.Дюмонд, А.Кук нар бас хэлжээ. Л.Купер хоёр боть физикийн сурах бичигтээ G = 6.71·10 −11 m³/(кг с²) өөр утгыг өгсөн байдаг. О.П. Спиридонов - гурав дахь: G = (6.6±0.04)·10 −11 м³/(кг с²). Кавендиш өөрөө туршилтдаа таталцлын тогтмолыг тодорхойлох зорилт тавиагүй бөгөөд түүний үед шинжлэх ухааны нийгэмлэгт нэгдмэл санаа хараахан гараагүй байна. Тэрээр сонгодог бүтээлдээ дэлхийн дундаж нягтыг тооцоолсон: усны 5.48 нягт (орчин үеийн 5.52 г / см³ нь Кавендишийн үр дүнгээс ердөө 0.7% -иар ялгаатай). Дундаж нягтралЭнэ гараг нь гадаргуугаас (~2 г/см³) хамаагүй том болсон нь дэлхийн гүнд хүнд бодисууд төвлөрч байсан гэсэн үг. Таталцлын тогтмолыг анх удаа зөвхөн С.Д.Пуассон "Механикийн тухай тракт" (1811) номондоо нэвтрүүлсэн бололтой. Дараа нь G-ийн утгыг бусад эрдэмтэд Кавендишийн туршилтын өгөгдлөөр тооцоолсон. Г-ийн тоон утгыг хэн анх тооцоолсныг түүхчид мэдэхгүй.

Кавендишийн туршилтын үүрэг Бүх нийтийн таталцлын хуулийг хүлээн авсан туршилтын нотолгооБүх нийтийн таталцлын хууль үйлчлэх болсон тоон тооцоолол. Одоо янз бүрийн масс ба нягтыг тооцоолох боломжтой болсон селестиел биетүүд, түүний дотор Дэлхий, замнал хиймэл дагуулуудДэлхий. Нарны цаг, газрыг тодорхойлох ба сар хиртэлт. Шинэ гариг, оддыг олж мэдээрэй. Шинэ физик хэв маягийг урьдчилан таамаглах.

Дэлхийн массыг тодорхойлох. Түүний гадаргуу дээр байрлах 1 кг жинтэй бие дэлхийтэй харилцан үйлчилдэг гэж үзье. Дараа нь биеийг дэлхий рүү татах хүчийг хоёр аргаар олж болно - томъёог ашиглан: Эдгээр тэгшитгэлийн баруун талыг тэгшитгэснээр бид дараахь зүйлийг олж авна: g = 9.81 м/с 2, G = 6.67 ∙ 10. -11 N ∙ м 2 /кг 2, R =6370000 м, тэдгээрийн утгыг орлуулснаар бид дэлхийн массыг олж авна.

Фейнманы ишлэл. ... Кавендиш хайрс, татах хоёр бөмбөг, энэ бол жижиг загвар юм нарны систем. Хэрэв та үүнийг 10 сая дахин нэмэгдүүлбэл энд нэг хуулийн дагуу бие биенээ татдаг галактикууд өөрийн гэсэн хээтэй хатгамал байдаг. Байгаль нь зөвхөн хамгийн урт утсыг ашигладаг бөгөөд түүний хамгийн жижиг дээж ч гэсэн бидний нүдийг бүхэлд нь нээж чаддаг.

Таталцлын тогтмол байдлын физик утга. Үүнийг олж мэдье физик утга– G, үүний тулд бид үүнийг хуульд орсон хэмжигдэхүүнээр илэрхийлнэ: Хэрэв биеийн масс 1 кг-тай тэнцүү бол биеийн хоорондын зай 1 м, таталцлын тогтмол нь тоон хувьд тэнцүү байна G = F байна. 1м-ийн зайд тус бүр нь 1 кг жинтэй хоёр материалын цэгийн хоорондох таталцлын хүчний модуль. Түүний нэр.

Таталцлын тогтмолыг тооцоолох хэрэгцээ. Бүх нийтийн таталцлын хуулийг шинжлэхдээ (G)-ийн мэдлэггүйгээр үүнийг тоон тооцоонд ашиглах боломжгүй гэдгийг анхаарч үздэг. (G) хэмжихийн тулд нэг нь нөгөөгийнхөө утгыг бие даан тодорхойлох ёстой физик хэмжигдэхүүнүүдхуулийн томъёололд оруулсан. Үйл ажиллагааны нарийн төвөгтэй байдлын талаар ижил төстэй туршилтуудДэлхий дахины таталцлын хуулийг нээснээс хойш ердөө зуун гаруй жилийн дараа "сэргээх" боломжтой байсан нь санаа өгч байна.

Кавендишийн туршилт таталцлын хуулийг дахин сэргээсэн. Үүнийг 1798 онд Английн эрдэмтэн Кавендиш хийжээ. Кавендишийн туршилтын гол зорилго нь бөмбөрцөг биетүүдийг бие биендээ татах хүчийг хэмжих явдал байв. Кавендиш давуу талыг ашигласан мушгих хэмжүүр- түүний нутаг нэгт Ф.Митчелийн зохион бүтээсэн маш мэдрэмтгий төхөөрөмж. Кавендишийн туршлага Английн физикч, химич Хенри КАВЕНДИШ (). Агаарын найрлагыг тодорхойлсон (1781) ба химийн найрлагаус (1784). Түүний зохион бүтээсэн мушгиа тэнцвэрийн тусламжтайгаар тэрээр дэлхийн таталцлын хуулийг баталжээ. Дэлхийн массыг тодорхойлсон (1798).

Кавендишийн туршлагын үүрэг 1. Бүх нийтийн таталцлын хууль туршилтаар нотлогдсон 2. Бүх нийтийн таталцлын хууль тоон тооцоонд хэрэглэгдэх болсон. 3. Одоо янз бүрийн селестиел биетүүдийн масс, нягтрал, түүний дотор Дэлхий, хиймэл хиймэл дагуулуудын траекторийг тооцоолох боломжтой болсон. 4. Нар, сар хиртэх цаг, газрыг тодорхойл. 5.Шинэ гариг, оддыг олж нээ. 6. Шинэ физик хэв маягийг урьдчилан таамаглах.

Дэлхийн массыг тодорхойлох. Түүний гадаргуу дээр байрлах 1 кг жинтэй бие дэлхийтэй харилцан үйлчилдэг гэж үзье. Дараа нь биеийг дэлхий рүү татах хүчийг хоёр аргаар олж болно - томъёог ашиглан: Эдгээр тэгшитгэлийн баруун талыг тэгшитгэснээр бид дараахь зүйлийг олж авна: g = 9.81 м/с 2, G = 6.67 * нм. 2 / кг 2, R = m, тэдгээрийн утгыг орлуулснаар бид дэлхийн массыг авна.

Фейнманы ишлэл. ... Кавендиш хайрс, татах хоёр бөмбөг, энэ бол нарны аймгийн жижиг загвар юм. Хэрэв та үүнийг 10 сая дахин нэмэгдүүлбэл энд нэг хуулийн дагуу бие биенээ татдаг галактикууд байна. Өөрийнхөө хэв маягийг хатгах. Байгаль нь зөвхөн хамгийн урт утсыг ашигладаг бөгөөд хамгийн жижиг жишээ ч гэсэн бидний нүдийг бүхэлд нь бүтцэд нээж чадна.

- селестиел механик. Бид дэлхий рүү татах таталцлын хүчийг мэдэрдэг боловч жижиг биетүүдийн бие биендээ татагдах нь үл анзаарагддаг. Энгийн биетүүдийн хувьд бүх нийтийн таталцлын хууль үнэн зөв болохыг туршилтаар нотлох шаардлагатай байв. Кавендиш яг ийм зүйл хийж, дэлхийн дундаж нягтыг нэгэн зэрэг тодорхойлжээ.

Бүх нийтийн таталцлын хуулийн орчин үеийн илэрхийлэл:

texvcолдсонгүй; Тохируулах тусламжийг математик/README-с харна уу.): F = G \cdot (m_1 \cdot m_2\R^2 дээр) ,

Хаана Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулах тусламжийг math/README-с үзнэ үү.): Г- таталцлын тогтмол, Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Математик/README - тохиргооны тусламжийг үзнэ үү.): m_1Тэгээд Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Математик/README - тохиргооны тусламжийг үзнэ үү.): m_2- материаллаг цэгүүдийн масс, Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулгын тусламжийг math/README-с үзнэ үү.): R- тэдгээрийн хоорондох зай, a Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулах тусламжийг математик/README-с үзнэ үү.): Ф- тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч.

19-р зууны эхэн үе хүртэл тогтмол ГБүх нийтийн таталцлын хуульд оруулаагүй, учир нь селестиел механикийн бүх тооцоололд тогтмол хэмжигдэхүүнийг ашиглахад хангалттай. Г.М., кинематик хэмжээстэй. Тогтмол Г 18-р зууны төгсгөлд нэгжүүдийг нэгтгэж, хэмжүүрийн нэг хэмжүүрийн системд шилжсэний дараа л анх удаа гарч ирсэн бололтой. Тоон утга ГТуршилтаар тодорхойлох шаардлагатай байсан дэлхийн дундаж нягтралаар тооцоолж болно. Мэдэгдэж буй нягтын утгуудын хувьд энэ нь ойлгомжтой ρ ба радиус РДэлхий, түүнчлэн таталцлын хурдатгал gтүүний гадаргуу дээр та олж болно Г:

Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулах тусламжийг math/README-с харна уу.): g = (GM_\oplus \over R_\oplus^2) = (F \overm) Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулах тусламжийг math/README-с харна уу.): F = G(M_\oplus m \over R_\oplus^2) = (V_\oplus \rho_\oplus mG \over R_\oplus^2) = (4\ pi R_ \oplus^3 \rho_\oplus mG \over 3R_\oplus^2) = (4\pi R_\oplus \rho_\oplus mG \3-аас дээш) Илэрхийлэлийг задлан шинжлэх боломжгүй (Гүйцэтгэх боломжтой файл texvcолдсонгүй; Тохируулгын тусламжийг math/README-с харна уу.): G = (3 \4-ээс дээш \pi R_\oplus \rho_\oplus) \cdot (F \м-ээс дээш) = (3g \4 \pi R_\oplus \rho_ \oplus) )

Туршилтыг анх Жон Мишелл санал болгосон. Туршилтын угсралтын гол хэсэг болох мушгирах тэнцвэрийг зохион бүтээсэн хүн нь тэр байсан боловч туршилт хийгээгүй байхад нас баржээ. Түүнийг нас барсны дараа туршилтын төхөөрөмж нь Генри Кавендишт шилжсэн. Кавендиш тохиргоог өөрчилж, туршилт хийж, тэдгээрийг тайлбарлав Философийн гүйлгээ 1798 онд.

Суурилуулалт

(Дэлгэрэнгүй тодорхойлолтГ.Кавендишийн эмхэтгэсэн суурилуулалт, туршилтын протоколуудыг Г.М.Голин, С.Р.Филонович нарын номонд оруулсан болно физикийн шинжлэх ухаан. М., 1989. П.255-268. )

Суурилуулалт нь 5 см диаметртэй, 775 гр жинтэй жижиг хар тугалгатай бөмбөлөг бүхий 1.8 м урттай модон рокер байсан бөгөөд 1 м урттай мөнгөн бүрсэн зэс утас дээр бэхлэгдсэн байв Эргэлтийн тэнхлэг нь утасны тэнхлэгтэй аль болох нарийвчлалтай давхцаж байгаа эргэдэг фермийн хувьд 20 см диаметртэй, 49.5 кг жинтэй хоёр том хар тугалгатай бөмбөгийг авчирсан бөгөөд ферм дээр хатуу бэхлэгдсэн байна. Жижиг бөмбөлгүүд том хэмжээтэй таталцлын харилцан үйлчлэлийн улмаас рокер гар нь тодорхой өнцгөөр хазайсан. Утасны уян хатан шинж чанар, түүнчлэн рокерын эргэлтийн өнцгийг мэдэхийн тулд бид жижиг бөмбөгийг том руу татах хүч, улмаар таталцлын тогтмолыг тооцоолж болно.

Утасны мушгиралтын уян хатан чанарыг рокер гарны чөлөөт чичиргээний хугацаанд үндэслэн тодорхойлсон бөгөөд энэ нь 15 минут байв.

Хэмжсэн хүч нь үл тоомсорлож байгаа тул туршилтын физик нөхцлийн нөлөөнөөс үүссэн алдааг нөхөхийн тулд хэд хэдэн арга хэмжээ авсан бөгөөд энэ нь хэмжсэн таталцлын хүчтэй шууд хамааралгүй боловч үр дүнд нь харьцуулж болохуйц нөлөө үзүүлэх боломжтой. эдгээр хүчний нөлөөнөөс ч илүү. Эдгээр арга хэмжээний дотроос дараахь зүйлийг тэмдэглэж болно.

Туршилтыг хоёр үе шаттайгаар явуулдаг: эхлээд том бөмбөгийг нэг талдаа эргэдэг фермийн механизм (жишээлбэл, цагийн зүүний эсрэг, зурагт үзүүлсэн шиг), дараа нь эсрэг талд, давхар өнцгийг ашиглан жижиг хэсгүүдэд авчирдаг. Утасны мушгиралтыг хэмждэг - нэг чиглэлд рокерын хазайлтаас эсрэг чиглэлд. Энэ нь өнцгийн шууд хэмжсэн утгыг нэмэгдүүлж, хамгийн чухал нь туршилтын явцад хүнд бөмбөлгийг хөдөлгөж байх үед суурилуулалт ба/эсвэл барилга байгууламжийн хазайлт, хэв гажилтын нөлөөлөл, түүнчлэн янз бүрийн тэгш хэмт бус байдлын үр дүнд үзүүлэх нөлөөллийг нөхдөг. хүчин зүйлүүд: суурилуулалтын техникийн хувьд зайлшгүй тэгш бус байдал, ойролцоо байрладаг асар том объектуудын таталцлын нөлөө (барилга, уулс гэх мэт), дэлхийн соронзон орон, түүний эргэлт, нар, сарны байрлал гэх мэт.
Өрөөн доторх агаарын конвекцийн гүйдлийн нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд мушгирах жинг модон яндангаар хийсэн.
Утасны мушгиралт нь фермийн төмөр бариул ба хар тугалганы бөмбөлөгүүдийн соронзон харилцан үйлчлэлд нөлөөлж болно гэж үзээд Кавендиш савааг зэсээр сольж, ижил үр дүнд хүрсэн.

Кавендиш өөрөө туршилтдаа таталцлын тогтмолыг тодорхойлох зорилт тавиагүй бөгөөд түүний үед шинжлэх ухааны нийгэмлэгт нэгдмэл санаа хараахан гараагүй байна. Тэрээр сонгодог бүтээлдээ дэлхийн дундаж нягтыг тооцоолсон: усны 5.48 нягт (орчин үеийн 5.52 г / см³ нь Кавендишийн үр дүнгээс ердөө 0.7% -иар ялгаатай). Гаригийн дундаж нягт нь гадаргуугийн нягтралаас (~2 г/см³) хамаагүй өндөр байсан нь дэлхийн гүнд хүнд бодисууд төвлөрч байсан гэсэн үг.

Таталцлын тогтмолыг зөвхөн С.Д.Пуассон "Механикийн тухай тракт" (1811) номондоо анх удаа нэвтрүүлсэн бололтой. Дараа нь G-ийн утгыг бусад эрдэмтэд Кавендишийн туршилтын өгөгдлөөр тооцоолсон. Г-ийн тоон утгыг хэн анх тооцоолсныг түүхчид мэдэхгүй.

Туршилтын цаашдын хөгжил

жил	зан чанар	туршлагын тайлбар	Дэлхийн нягт, г/см³	таталцлын тогтмол 10 −11 м³/(кг с²)	Алдаа
1837-1847	Рейх		5,58	6,71	-
1842	Бэли	2000 туршилт хийсэн	5,66	6,62	-
1872	Корну, Бэйл	хөнгөн цагаан саваа, жижиг цагаан алт бөмбөлөг, мөнгөн усаар дүүргэсэн том шилэн бөмбөлгүүдээс бүрдсэн илүү дэвшилтэт төхөөрөмж ашиглан	5,53	6,77	5·10−3
1880	Хөгжилтэй	Би ердийн хөшүүргийн жин ашигласан	5.692 ± 0.068	6,58	10 −2
1887	Вилсинг	Кавендишийн туршилтаар хүнд бөмбөлгөөр хазайсан хэвтээ саваагийн оронд тэрээр босоо саваа ашигласан.	5,58	6,71
1982	Г.Лютер, В.Тоулер нар		5,617	6,67260	10 −6
1986	CODATA		5,6166	6,67259	10 −6
1998	CODATA	өмнөх утгаас яг доогуур байна	5,61	6,673	10 −5
2000	Сиэтл дэх Вашингтоны их сургууль		5,6154	6,67390	1,4 10 −5

бас үзнэ үү

"Кавендишийн туршилт" нийтлэлийн тойм бичих

Тэмдэглэл

Уран зохиол

Кавендиш Г.Дэлхийн нягтыг тодорхойлох туршилт // / Голин Г.М. Филонович С.Р. - М., 1989. - P. 255-268.
Филонович С.Р. Физик туршилтба түүний ойлголт // Физик ба механикийн түүхийн судалгаа. М., 1988. P.5-36 (I); яг тэнд. 1989. хуудс.38-69 (II).
Милюков В.К., Сагитов М.У. Одон орон судлалын таталцлын тогтмол. // Мэдлэг. 1985. № 9.
Пойнтинг Ж.Х. Дэлхийн дундаж нягт. Л., 1894. 156 х.
Маккормач Р.Жон Мишелл, Хенри Кавендиш. Оддыг жинлэх нь // Британи. Ж.Түүх. Шинжлэх ухаан. 1968. 4-р боть. No 14. P.126-155.
Пуассон С.Д. Механик шинж чанар. Парис, 1811. Т.1-2.

Кавендишийн туршилтыг дүрсэлсэн ишлэл

Тэгээд гараа энгэртээ тавиад гаргалаа... гайхамшиг!
Нарийхан урт хуруунууд нь тод лугшилттай маргад гэрэлд гялалзаж байв!.. Гэрэл улам бүр асгарч, амьд мэт харанхуй шөнийн орон зайг дүүргэв ...
Радомир алгаа нээсэн - түүн дээр гайхалтай үзэсгэлэнтэй ногоон болор тогтжээ ...
- Энэ юу вэ??? гэж Магдалена айхаас айсан мэт чимээгүйхэн шивнэв.
"Бурхдын түлхүүр" гэж Радомир тайван хариулав. - Хараач, би чамд үзүүлье ...
(Би 2009 оны 6, 8-р сард ид шидтэнгүүдийн хөндийд хоёр удаа таарч аз таарсан Тэнүүлчдийн зөвшөөрлөөр бурхдын түлхүүрийн тухай ярьж байна. Үүнээс өмнө бурхадын түлхүүр хэзээ ч яригдаж байгаагүй. хаана ч нээлттэй).
Кристал нь материаллаг байсан. Үүний зэрэгцээ үнэхээр ид шидтэй. Энэ нь гайхалтай тунгалаг маргад шиг маш үзэсгэлэнтэй чулуугаар сийлсэн байв. Гэвч Магдалена энэ нь энгийн эрдэнийн чулуунаас хамаагүй илүү төвөгтэй зүйл, тэр ч байтугай хамгийн цэвэр эрдэнийн чулуу гэдгийг мэдэрсэн. Энэ нь Радомирын далдуу модны хэмжээтэй очир алмааз хэлбэртэй, сунасан байв. Кристалын зүсэлт бүр нь танил бус рунаар бүрхэгдсэн байсан нь Магдаленагийн мэддэг байснаас ч илүү эртний бололтой...
– Тэр юуны тухай “ярих” байгаа юм бэ, миний баяр баясгалан? .. Тэгээд эдгээр руна яагаад надад танил биш байна вэ? Тэд ид шидтэнгүүдийн бидэнд зааснаас арай өөр юм. Тэгээд чи хаанаас авсан юм бэ?!
"Үүнийг бидний мэргэн өвөг дээдэс, бурхад маань энд мөнхийн мэдлэгийн сүмийг бүтээхээр дэлхийд авчирсан" гэж Радомир болор руу бодлогоширон харж эхлэв. - Ингэснээр тэр дэлхийн зохистой хүүхдүүдэд Гэрэл ба Үнэнийг олоход нь тусалдаг. Тэр бол Маги, Ведун, Мэргэд, Дарин болон бусад гэгээрсэн хүмүүсийн кастыг дэлхий дээр төрүүлсэн юм. Түүнээс тэд МЭДЛЭГ, ОЙЛГОЛТоо гаргаж, түүнээсээ Метеора-г бүтээжээ. Хожим нь мөнхөд орхиж, бурхад энэ сүмийг хүмүүст үлдээж, дэлхийг өөрөө халамжлахын адил үүнийг хадгалж, арчлахыг гэрээслэн үлдээжээ. "Харанхуй сэтгэлгээтэй" хүмүүсийн гарт санамсаргүйгээр орж, дэлхий тэдний бузар муу гараас мөхөхгүйн тулд сүмийн түлхүүрийг илбэчдэд өгсөн. Тэр цагаас хойш энэ гайхамшгийг илбэчид олон зууны турш хадгалсаар ирсэн бөгөөд тэд үүнийг үе үе зохистой хүнд дамжуулдаг бөгөөд ингэснээр санамсаргүй "хамгаалагч" нь бидний бурхдын орхисон дэг журам, итгэлээс урвахгүй байх болно.

– Энэ үнэхээр Грейл мөн үү, Север? - Би эсэргүүцэж чадаагүй гэж би асуув.
- Үгүй ээ, Исидора. Grail нь хэзээ ч энэ гайхалтай Ухаалаг Кристал байсангүй. Хүмүүс зүгээр л хүссэн зүйлээ Радомирт "харь гарагийн" гэх мэтээр "холбосон". Радомир насанд хүрсэн амьдралынхаа туршид бурхдын түлхүүрийн хамгаалагч байсан. Гэвч хүмүүс мэдээжийн хэрэг үүнийг мэдэж чадахгүй байсан тул тайвширсангүй. Эхлээд тэд Радомирт "харьяалагдсан" Chalice-г хайж байв. Заримдаа түүний хүүхдүүд эсвэл Магдалена өөрөө Грейл гэж нэрлэгддэг байв. "Жинхэнэ итгэгчид" өөрсдийн итгэдэг зүйлийнхээ үнэн зөвийг нотлох ямар нэг зүйлийг үнэхээр хүсч байсан учраас л энэ бүхэн тохиолдсон... Материаллаг зүйл, гар хүрч болохуйц "ариун" зүйл... (Харамсалтай нь энэ олон зуун жилийн дараа одоо ч болж байна). Ингээд “харанхуйнууд” тэр үед эмзэг “итгэмтгий” зүрх сэтгэлийг түүгээрээ бадраахын тулд нэгэн сайхан үлгэр зохиож олов... Харамсалтай нь хүмүүст хэзээд дурсгал хэрэгтэй байсан юм, Исидора, хэрэв байхгүй бол хэн нэгэн зүгээр л нэг юм. тэднийг зохиосон. Радомир хэзээ ч ийм аягатай байгаагүй, учир нь түүнд "Сүүлчийн оройн зоог"-ыг өөрөө уугаагүй байсан ... "Сүүлчийн зоог"-ын аяга зөнч Иошуатай хамт байсан боловч Радомиртай биш.
Ариматейн Иосеф үнэндээ нэг удаа тэнд бошиглогчийн цуснаас хэдэн дусал цуглуулсан. Гэхдээ энэ алдартай "Граил аяга" нь үнэхээр энгийн шавар аяга байсан бөгөөд тэр үед бүх иудейчүүд ихэвчлэн уудаг байсан бөгөөд хожим нь олоход тийм ч хялбар биш байв. Үнэт чулуугаар бүрхэгдсэн алтан эсвэл мөнгөн аяга (тахилч нар үүнийг дүрслэх дуртай) еврей бошиглогч Иошуагийн үед ч, Радомирын үед ч бодит байдал дээр хэзээ ч байгаагүй.
Гэхдээ энэ бол өөр, гэхдээ хамгийн сонирхолтой түүх юм.

Чамд тийм ч их цаг алга, Исидора. Та тэс өөр зүйлийг, таны зүрх сэтгэлд юу ойр байгааг, магадгүй өөрөөсөө юуг олж мэдэхийг хүсэх болно гэж би бодож байна. илүү их хүч чадалоршин тогтнохын тулд. Ямар ч байсан "харанхуй" хүчнүүдийн дэндүү нягт холбоотой бие биедээ харь хоёр амьдралын (Радомир, Жошуа) орооцолдсон энэ орооцолдлыг удалгүй тайлж чадахгүй. Миний хэлсэнчлэн чамд үүнд зав алга, найз минь. Намайг уучил...
Би зүгээр л толгой дохин хариуд нь энэ бүхнийг бодитоор сонирхож байгаагаа харуулахгүйг хичээв үнэн түүх! Үхэж байсан ч сүмээс бидний итгэмтгий дэлхийн толгой дээр буулгасан бүх гайхалтай худал хуурмагийг би яаж мэдэхийг хүссэн бэ... Гэхдээ тэр надад яг юу хэлэхийг хүсч байгаагаа шийдэхийн тулд би хойд зүгт үлдээсэн. Энэ бол түүнийх байсан чөлөөтэйгээр хүсэх- хэлэх ч юм уу, хэлэхгүй ч юм уу. Үнэт цагаа зарцуулж, бидний уйтгар гунигтай өдрүүдийг гэрэлтүүлэх чин хүсэлд нь би түүнд аль хэдийн маш их талархаж байсан.
Бид өөрсдийгөө харанхуй шөнийн цэцэрлэгт дахин "сонсож" олов. сүүлийн цагуудРадомир, Магдалена нар ...
- Энэ агуу сүм хаана байна, Радомир? гэж Магдалена гайхан асуув.
- Гайхалтай алс холын улс... Дэлхийн хамгийн “оргилд”... (утга Хойд туйл, хуучин улсГипербореа - Даариа), Радомир хязгааргүй алс холын өнгөрсөн рүү явж байгаа мэт чимээгүйхэн шивнэв. “Байгаль ч, цаг хугацаа ч, хүмүүс ч устгаж чадахгүй хүний гараар бүтсэн ариун уул бий. Учир нь энэ уул нь мөнх юм... Энэ бол мөнхийн мэдлэгийн сүм. Манай эртний бурхдын сүм Мариа...
Эрт дээр үед, эрт дээр үед тэдний Түлхүүр ариун уулын орой дээр гялалзаж байсан - энэ ногоон болор нь дэлхийг хамгаалж, сүнсийг нээж, зохистой хүмүүст заажээ. Одоо л манай бурхад явсан. Түүнээс хойш дэлхий харанхуйд автсан бөгөөд үүнийг хүн өөрөө устгаж чадаагүй байна. Түүний дотор хэт их атаархал, уур хилэн байсаар байна. Мөн залхуурал ...

- Хүмүүс гэрлийг харах хэрэгтэй, Мария. – Хэсэг чимээгүй байсны дараа Радомир хэлэв. – Тэдэнд туслах хүн бол ТА! – Тэгээд түүний эсэргүүцсэн дохио зангааг анзаараагүй мэт тайвнаар үргэлжлүүлэв. – ТА тэдэнд МЭДЛЭГ, ОЙЛГОЛТыг заах болно. Мөн тэдэнд жинхэнэ ИТГЭЛ өг. Та тэднийх болно Хөтөч однадад юу ч тохиолдсон. Надад амлаач!.. Надад өөрөө хийх ёстой зүйлдээ итгэх хүн байхгүй. Надад амлаач, хонгор минь.
Радомир түүний нүүрийг гараараа болгоомжтой авч, гэрэлтсэн туяа руу анхааралтай ажиглав Цэнхэр нүдмөн... гэнэтийн инээмсэглэв... Тэр гайхамшигт, танил нүдэнд ямар их эцэс төгсгөлгүй хайр гэрэлтэж байв!.. Мөн тэдний дотор ямар их гүн шаналал байсан бол... Тэр түүнийг ямар их айж, ганцаарддагийг мэдэж байв. Тэр түүнийг аврахыг хичнээн их хүсч байгаагаа мэдэж байсан! Энэ бүхнийг үл харгалзан Радомир инээмсэглэхгүй байж чадсангүй - түүний хувьд ийм аймшигтай үед ч Магдалена ямар нэгэн байдлаар гайхалтай гэрэлтсэн, бүр илүү үзэсгэлэнтэй хэвээр байв! .. Амьдралыг өгөх тунгалаг устай цэвэр булаг шиг ...
Тэр өөрийгөө сэгсрэн аль болох тайвнаар үргэлжлүүлэв.
- Хараач, би чамд энэ эртний Түлхүүр хэрхэн нээгддэгийг харуулах болно ...
Радомирын задгай алган дээр маргад эрдэнийн дөл дүрэлзэв... Хамгийн жижиг рун бүр нь үл мэдэгдэх орон зайн бүхэл давхаргад нээгдэж, бие биентэйгээ жигд урсаж буй сая сая зураг болон нээгдэж эхлэв. Гайхамшигтай тунгалаг "бүтэц" нь өсөн нэмэгдэж, эргэлдэж, өнөөгийн хүмүүсийн хэзээ ч харж байгаагүй Мэдлэгийн улам олон давхаргыг илчлэв. Гайхалтай бөгөөд эцэс төгсгөлгүй байсан!.. Тэгээд Магдалена энэ бүх ид шидээс нүдээ салгаж чадалгүй үл мэдэгдэх гүн рүү толгойгоо гашилгаж, сэтгэлийнхээ утас бүрээр шатаж, цангаж цангаж байв!.. Олон зууны туршид хүчирхэг давалгаа мэт мэдрэгдэж, эс бүрийг нь дүүргэж, танил бус эртний ид шид түүгээр урсдаг! Өвөг дээдсийн мэдлэг үерт автсан бөгөөд энэ нь үнэхээр асар их байсан - өчүүхэн шавьжны амьдралаас орчлон ертөнцийн амьдралд шилжиж, олон сая жилийн турш харь гаригийн амьдрал руу урсаж, дахин хүчтэй цасан нурангид буцаж ирэв. Дэлхий рүү...
Магдалена нүдээ бүлтийлгэн, гайхамшигт Мэдлэгийг сонсов Эртний ертөнц...Түүний дэлхийн “дөнгөнөөс” ангид гэрэлтсэн бие нь далайд элсний ширхэг мэт угаагдана. алс холын одод, бүх нийтийн энх тайвны сүр жавхлан, нам гүм байдлыг эдлэх...
Гэнэт түүний өмнө гайхалтай Оддын гүүр нээгдэв. Хязгааргүйд тэнийж, том жижиг оддын эцэс төгсгөлгүй бөөгнөрөлөөр гялалзаж, гялалзаж, түүний хөлд мөнгөн зам мэт тархаж байв. Холын зайд, нэг замын яг голд, бүгдийг нь алтан туяагаар бүрхсэн нэгэн хүн Магдалиныг хүлээж байв... Тэр маш өндөр, маш хүчтэй харагдаж байв. Ойртоод ирэхэд Магдалена урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй энэ амьтны бүх зүйл тийм ч "хүний" биш гэдгийг олж харав... Түүний нүдийг хамгийн их татсан зүйл бол том, гялалзсан нүд юм. эрдэнийн чулуу, тэдгээр нь жинхэнэ алмаз шиг хүйтэн ирмэгээр гялалзаж байв. Гэвч тэд яг л алмаз шиг мэдрэмжгүй, хөндийрсөн байв... Танихгүй хүний зоригтой царай нь Магдалены өмнө хөшөө зогсож байгаа мэт хурц, хөдөлгөөнгүй байдлаараа гайхшруулж байв ... Маш урт, өтгөн үс нь гялалзаж, мөнгөөр гялалзаж, Хэн нэгэн санамсаргүйгээр үүн дээр оддыг тараасан юм шиг ... "Хүн" үнэхээр ер бусын байсан ... Гэхдээ Магдалена бүх "мөсөн" хүйтэн зангаараа ч гэсэн гайхалтай, сэтгэлийг бүрхсэн амар амгалан, халуун дулаан, чин сэтгэлийн нинжин сэтгэлийг илт мэдэрсэн. хачин танихгүй хүнээс ирсэн. Яагаад ч юм тэр энэ сайхан сэтгэл нь хүн бүрт адилхан байдаггүй гэдгийг баттай мэдэж байв.
"Хүн" алгаа өөд нь өргөн мэндчилж, энхрийлэн хэлэв:
– Зогс, Од... Таны зам хараахан дуусаагүй байна. Та гэртээ харьж чадахгүй. Мидгард руу буц, Мария... Тэгээд бурхдын түлхүүрийг халамжил. Мөнх тэнгэр чамайг хамгаалах болтугай.
Дараа нь үл таних хүний хүчирхэг дүр гэнэт алга болох гэж буй мэт бүрэн тунгалаг болж, аажим аажмаар хэлбэлзэж эхлэв.
-Чи хэн бэ?.. Хэн гэдгээ хэлээч?! гэж Магдалена гуйн хашгирав.
- Тэнүүлчин... Чи надтай дахин уулзах болно. Баяртай, Од...
Гайхамшигт болор гэнэт хаагдсан... Гайхамшиг эхэлсэн шигээ гэнэтийн байдлаар дуусав. Эргэн тойрны бүх зүйл тэр дороо хүйтэн, хоосон болов... Гадаа өвөл болж байгаа юм шиг.