Кратко расскажите, как измеряли гравитационную постоянную, и объясните, почему этот опыт называют "взвешиванием Земли".

Физика 9 класс Гравитация и гравитационная постоянная гравитационная постоянная измерение гравитационной постоянной опыт взвешивания Земли физика 9 класс гравитация Закон всемирного тяготения эксперимент научные методы физические эксперименты история физики Новый

Чтобы понять, как была измерена гравитационная постоянная, давайте рассмотрим исторический эксперимент, проведенный английским ученым Генри Кавендишем в конце 18 века. Этот опыт стал основополагающим для определения гравитационной постоянной и, соответственно, для понимания гравитационных взаимодействий.

Кавендиш поставил эксперимент, в котором измерял силу притяжения между двумя металлическими шарами, находящимися на определенном расстоянии друг от друга. Для этого он использовал очень тонкую нить, на которой подвесил горизонтальный стержень, к концам которого были прикреплены малые металлические шары. В его эксперименте также были большие металлические шары, которые создавали гравитационное воздействие на маленькие шары.

Когда большие шары приближались к маленьким, они вызывали небольшое вращение стержня, и Кавендиш смог измерить угол поворота нити. Это было важно, потому что угол поворота позволял ему вычислить силу притяжения, действующую между шарами.

Теперь давайте разберемся, почему этот опыт называют "взвешиванием Земли". Дело в том, что, зная значение гравитационной постоянной (G), можно использовать закон всемирного тяготения для вычисления массы Земли. Закон гласит, что сила притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула выглядит так:

• F = G * (m1 * m2) / R²

где F - сила притяжения, m1 и m2 - массы тел, R - расстояние между ними. В случае Кавендиша, m2 можно рассматривать как массу Земли, а m1 - массу одного из малых шаров. Зная G и силу F, Кавендиш смог бы рассчитать массу Земли, что и дало основание для названия опыта "взвешиванием Земли". Таким образом, эксперимент Кавендиша стал важным шагом в понимании гравитации и определении массы нашей планеты.