Μέηξεζε ηεο ζηαζεξάο ηεο παγθόζκηαο έιμεο, G, κε ηελ κέζνδν ηνπ Cavendish

Σχετικά έγγραφα
Φςζική Πποζαναηολιζμού Γ Λςκείος. Αζκήζειρ Ταλανηώζειρ 1 ο Φςλλάδιο

ηροθική ηαλάνηωζη-μέηρηζη μέηροσ διάημηζης

α) ηε κεηαηόπηζε x όηαλ ην ζώκα έρεη κέγηζην ξπζκό κεηαβνιήο ζέζεο δ) ην κέγηζην ξπζκό κεηαβνιήο ηεο ηαρύηεηαο

ΓΗΑΓΩΝΗΣΜΑ ΣΤΑ ΜΑΘΖΜΑΤΗΚΑ. Ύλη: Μιγαδικοί-Σσναρηήζεις-Παράγωγοι Θεη.-Τετν. Καη Εήηημα 1 ο :

Μέηξεζε ηεο επηηάρπλζεο ηεο βαξύηεηαο κε ηε κέζνδν ηνπ θπζηθνύ εθθξεκνύο

Δξγαζηεξηαθή άζθεζε 2: Μέηξεζε ηεο επηηάρπλζεο ηεο βαξύηεηαο κε ηε κέζνδν ηνπ θπζηθνύ εθθξεκνύο Ζκεξνκελία δηεμαγσγήο: 12/5/2005

ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΣΑΛΑΝΣΩΗ ΜΕ ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΗ

Πξνζδηνξηζκόο ηνπ κέηξνπ ζηξέςεο πιηθνύ κε ηε κέζνδν ηνπ ζηξνθηθνύ εθθξεκνύο

Σύνθεζη ηαλανηώζεων. Έζησ έλα ζώκα πνπ εθηειεί ηαπηόρξνλα δύν αξκνληθέο ηαιαληώζεηο ηεο ίδηαο ζπρλόηεηαο πνπ πεξηγξάθνληαη από ηηο παξαθάησ εμηζώζεηο:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη: Εσθύγραμμη Κίνηζη

iii. iv. γηα ηελ νπνία ηζρύνπλ: f (1) 2 θαη

Ρνπή αδξάλεηαο ζηεξεώλ ζσκάησλ

1. Η απιή αξκνληθή ηαιάλησζε πνπ εθηειεί έλα κηθξό ζώκα κάδαο m = 1 kg έρεη πιάηνο Α = 20 cm θαη

Α. Εηζαγσγή ηεο έλλνηαο ηεο ηξηγσλνκεηξηθήο εμίζσζεο κε αξρηθό παξάδεηγκα ηελ εκx = 2

ΚΕΦ. 2.3 ΑΠΟΛΤΣΗ ΣΘΜΗ ΠΡΑΓΜΑΣΘΚΟΤ ΑΡΘΘΜΟΤ

x-1 x (x-1) x 5x 2. Να απινπνηεζνύλ ηα θιάζκαηα, έηζη ώζηε λα κελ ππάξρνπλ ξηδηθά ζηνπο 22, 55, 15, 42, 93, 10 5, 12

ΘΔΜΑ 1 ο Μονάδες 5,10,10

ΚΤΠΡΙΑΚΗ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΗ ΔΣΑΙΡΔΙΑ ΠΑΓΚΤΠΡΙΟ ΓΙΑΓΩΝΙ ΜΟ

ΠΑΝΔΛΛΑΓΗΚΔ ΔΞΔΣΑΔΗ Γ ΣΑΞΖ ΖΜΔΡΖΗΟΤ ΓΔΝΗΚΟΤ ΛΤΚΔΗΟΤ Γευηέρα 11 Ηουνίου 2018 ΔΞΔΣΑΕΟΜΔΝΟ ΜΑΘΖΜΑ: ΜΑΘΖΜΑΣΗΚΑ ΠΡΟΑΝΑΣΟΛΗΜΟΤ. (Ενδεικηικές Απανηήζεις)

66. Ομογενής ράβδος ποσ περιζηρέθεηαι

(Ενδεικηικές Απανηήζεις) ΘΔΜΑ Α. Α1. Βιέπε απόδεημε Σει. 262, ζρνιηθνύ βηβιίνπ. Α2. Βιέπε νξηζκό Σει. 141, ζρνιηθνύ βηβιίνπ

Ενδεικτικά Θέματα Στατιστικής ΙΙ

Δξγαζηεξηαθή άζθεζε 03. Σηεξενγξαθηθή πξνβνιή ζην δίθηπν Wulf

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Οξηδόληηα θαη θαηαθόξπθε κεηαηόπηζε παξαβνιήο

f '(x)g(x)h(x) g'(x)f (x)h(x) h'(x) f (x)g(x)

ΚΤΠΡΙΑΚΗ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΗ ΔΣΑΙΡΔΙΑ ΠΑΓΚΤΠΡΙΟ ΓΙΑΓΩΝΙΜΟ Α ΛΤΚΔΙΟΤ. Ημεπομηνία: 10/12/11 Ώπα εξέτασηρ: 09:30-12:30 ΠΡΟΣΔΙΝΟΜΔΝΔ ΛΤΔΙ

Μονοψϊνιο. Αγνξά κε ιίγνπο αγνξαζηέο. Δύναμη μονοψωνίος Η ηθαλόηεηα πνπ έρεη ν αγνξαζηήο λα επεξεάζεη ηελ ηηκή ηνπ αγαζνύ.

Αζκήζεις ζτ.βιβλίοσ ζελίδας 13 14

Μέηξεζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ ελόο ζσιελνεηδνύο

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. 1. Να ιπζνύλ ηα ζπζηήκαηα. 1 0,3x 0,1y x 3 3x 4y 2 4x 2y ( x 1) 6( y 1) (i) (ii)

1. Να ζεκεηώζεηε πνηα από ηηο επόκελεο ηαρύηεηεο είλαη κεγαιύηεξε. Α. π 1 = 30m/s Β. π 2 = 0.02km/s Γ. π 3 = 36000m/h Γ. π 4 = 144km/h.

Απνηειέζκαηα Εξσηεκαηνινγίνπ 2o ηεηξάκελν

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕ ΕΞΕΣΑΕΙ Γ ΣΑΞΗ ΗΜΕΡΗΙΟΤ ΓΕΝΙΚΟΤ ΛΤΚΕΙΟΤ & ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕ ΕΞΕΣΑΕΙ Γ ΣΑΞΗ ΗΜΕΡΗΙΟΤ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Τκήκα : ΓΘΕΤΘΚΗΣ Ηκ/ληα : 30 / 11 / 2016

ΜΕΛΕΣΗ E.O.K. ΜΕ ΑΙΘΗΣΗΡΑ ΘΕΗ

Πανελλαδικέρ εξεηάζειρ 2017

ΟΠΤΙΚΗ Α. ΑΝΑΚΛΑΣΖ - ΓΗΑΘΛΑΣΖ

Γ ΣΑΞΖ ΔΝΗΑΗΟΤ ΛΤΚΔΗΟΤ ΔΞΔΣΑΕΟΜΔΝΟ ΜΑΘΖΜΑ: ΜΑΘΖΜΑΣΗΚΑ ΘΔΣΗΚΩΝ ΚΑΗ ΟΗΚΟΝΟΜΗΚΩΝ ΠΟΤΓΩΝ ΤΝΑΡΣΖΔΗ ΟΡΗΑ ΤΝΔΥΔΗΑ (έως Θ.Bolzano) ΘΔΜΑ Α

α) Γηα έλα ζηεξεό ην νπνίν πεξηζηξέθεηαη γύξω από ζηαζεξό άμνλα ζπκκεηξίαο, ηζρύεη όηη ε δηεύζπλζε ηεο ζηξνθνξκήο L είλαη απηή ηνπ ζρήκαηνο.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Να ζρεδηάζεηο ηξόπνπο ζύλδεζεο κηαο κπαηαξίαο θαη ελόο ιακπηήξα ώζηε ν ιακπηήξαο λα θσηνβνιεί.

(γ) Να βξεζεί ε ρξνλνεμαξηώκελε πηζαλόηεηα κέηξεζεο ηεο ζεηηθήο ηδηνηηκήο ηνπ ηειεζηή W.

ΓΔΧΜΔΣΡΙΑ ΓΙΑ ΟΛΤΜΠΙΑΓΔ

ΗΜΔΡΟΜΗΝΙΑ. ΟΝΟΜΑΣΔΠΩΝΤΜΟ.. ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΑ..

ΔΠΙΣΡΟΠΗ ΓΙΑΓΩΝΙΜΩΝ 74 ος ΠΑΝΔΛΛΗΝΙΟ ΜΑΘΗΣΙΚΟ ΓΙΑΓΩΝΙΜΟ ΣΑ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΑ Ο ΘΑΛΗ 19 Οκηωβρίοσ Δνδεικηικές λύζεις

ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ασκήσειρ μησανικών ταλαντώσεων. 1. Σώκα κάδαο m = 4 kg εθηειεί α.α.η. κε εμίζωζε απνκάθξπλζεο:

Παιχνίδι γλωζζικής καηανόηζης με ζχήμαηα!

ΛΙΜΝΗ ΤΣΑΝΤ. Σρήκα 1. Σρήκα 2

Απαντήσεις θέματος 2. Παξαθάησ αθνινπζεί αλαιπηηθή επίιπζε ησλ εξσηεκάησλ.

ΔΦΑΡΜΟΜΔΝΑ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΑ ΣΗ ΧΗΜΔΙΑ Ι ΘΔΜΑΣΑ Α επηέκβξηνο Να ππνινγηζηνύλ νη κεξηθέο παξάγσγνη πξώηεο ηάμεο ηεο ζπλάξηεζεο f(x,y) =

ΠΡΟΣΤΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟΤ ΠΑΣΡΩΝ 1

ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Δ. ΔΤΡΔΗ ΣΟΤ ΜΔΣΑΥΗΜΑΣΙΜΟΤ FOURIER ΓΙΑΦΟΡΩΝ ΗΜΑΣΩΝ

A. Αιιάδνληαο ηε θνξά ηνπ ξεύκαηνο πνπ δηαξξέεη ηνλ αγωγό.

Κόληξα πιαθέ ζαιάζζεο κε δηαζηάζεηο 40Υ40 εθ. Καξθηά 3 θηιά πεξίπνπ κε κήθνο ηξηπιάζην από ην πάρνο ηνπ μύινπ θπξί κεγάιν θαη ππνκνλή

Ασκήσεις Οπτική και Κύματα

ΠΑΝΔΛΛΑΓΗΚΔ ΔΞΔΣΑΔΗ Γ ΣΑΞΖ ΖΜΔΡΖΗΟΤ ΓΔΝΗΚΟΤ ΛΤΚΔΗΟΤ ΚΑΗ ΔΠΑΛ ΣΔΣΑΡΣΖ 25 ΜΑΨΟΤ 2016 ΔΞΔΣΑΕΟΜΔΝΟ ΜΑΘΖΜΑ: ΑΡΥΔ ΟΗΚΟΝΟΜΗΚΖ ΘΔΧΡΗΑ ΠΡΟΑΝΑΣΟΛΗΜΟΤ - ΔΠΗΛΟΓΖ

ΣΟ ΑΠΛΟ ΕΚΚΡΕΜΕ. Σν απιό εθθξεκέο απνηειείηαη από κηα κάδα m ζηελ άθξε αβαξνύο. λήκαηνο κήθνπο L,ηνπ νπνίνπ ην άιιν άθξν είλαη εμαξηεκέλν ζε αθιόλεην

ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ: έζησ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ 31. Ύλη:Εσθύγραμμη Κίνηζη

ΣΟ ΤΣΖΜΑ ΔΛΑΣΖΡΗΟ - ΩΜΑ

Master Class 3. Ο Ν.Ζανταρίδης προτείνει θέματα Μαθηματικών Γ Λσκειοσ ΘΕΜΑ 1.

Δξγαιεία Καηαζθεπέο 1 Σάμε Σ Δ.Κ.Φ.Δ. ΥΑΝΙΧΝ ΠΡΧΣΟΒΑΘΜΙΑ ΔΚΠΑΙΓΔΤΗ. ΔΝΟΣΗΣΑ 11 ε : ΦΧ ΔΡΓΑΛΔΙΑ ΚΑΣΑΚΔΤΔ. Καηαζθεπή 1: Φαθόο κε ζσιήλα.

Κβαντικοί Υπολογισμοί. Πέκπηε Γηάιεμε

ΔΝΓΔΙΚΣΙΚΔ ΛΤΔΙ ΣΑ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΑ ΠΡΟΑΝΑΣΟΛΙΜΟΤ 2017

Κευάλαιο 8 Μονοπωλιακή Συμπεριφορά- Πολλαπλή Τιμολόγηση

6 η Εργαζηηριακή Άζκηζη Επαλήθεσζη Λειηοσργίας Βαζικών Φλιπ-Φλοπ

Διαηιμήζεις για Αιολικά Πάρκα. Κώδικες 28, 78 και 84

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 08/09/2014

Μέηξεζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ ηεο γεο θαη ηεο καγλεηηθήο δηαπεξαηόηεηαο ηνπ θελνύ B (19.2)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη: Εσθύγραμμη Κίνηζη Δσναμική

πγθιίλνλ-απνθιίλνλ αθξνθύζην έρεη δηαηνκή εηζόδνπ A1

ΔΗΑΓΩΓΖ ΣΗ ΣΑΛΑΝΣΩΔΗ

Κεθάιαην 20. Ελαχιστοποίηση του κόστους

ΥΔΣΙΚΟΣΗΣΑ Μεηαζρεκαηηζκνί Γαιηιαίνπ. (Κιαζηθή ζεώξεζε) v t. αθνύ ζύκθσλα κε ηα πεηξάκαηα Mickelson-Morley είλαη c =c.

ΔΕΟ 13. Ποσοτικές Μέθοδοι. θαη λα ππνινγίζεηε ην θόζηνο γηα παξαγόκελα πξντόληα. Να ζρεδηαζηεί γηα εύξνο πξντόλησλ έσο

ΔΝΓΔΙΚΤΙΚΔΣ ΛΥΣΔΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΔΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΔΙΟΥ ΓΔΥΤΔΡΑ 27 ΜΑΪΟΥ 2013

B1. Η ζπλάξηεζε f είλαη ζπλερήο θαη παξαγσγίζηκε ζην 0,, σο πειίθν παξαγσγίζηκσλ. 1 x ln x ln x x ln x. x x x x. f x ln x 0 ln x 1 x e

Εξγαζηεξηαθή άζθεζε 30: Μέηξεζε ηνπ ζπληειεζηή ζεξκηθήο αγσγηκόηεηαο πιηθώλ Ηκεξνκελία δηεμαγσγήο: 25/11/2005

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ηνπ επηπέδνπ. Να απνδείμεηε όηη νπνηνδήπνηε δηάλπζκα r

B-Δέλδξα. Τα B-δέλδξα ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ηε αλαπαξάζηαζε πνιύ κεγάισλ ιεμηθώλ πνπ είλαη απνζεθεπκέλα ζην δίζθν.

1 η Εργαζηηριακή Άζκηζη Ειζαγωγή

ΥΡΙΣΟΤΓΔΝΝΙΑΣΙΚΔ ΚΑΣΑΚΔΤΔ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

H ΜΑΓΕΙΑ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ. G. Mitsou

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΔΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΔΦΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΔΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΔΙΟΥ ΤΔΣΤ(1) ΣΤΑ ΓΙΑΝΥΣΜΑΤΑ

Επωηήζειρ Σωζηού Λάθοςρ ηων πανελλαδικών εξεηάζεων Σςναπηήζειρ

x x x x tan(2 x) x 2 2x x 1

Μηα ζπλάξηεζε κε πεδίν νξηζκνύ ην Α, ζα ιέκε όηη παξνπζηάδεη ηοπικό μέγιζηο ζην, αλ ππάξρεη δ>0, ηέηνην ώζηε:

ΓΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη:Γςνάμειρ μεταξύ ηλεκτπικών φοπτίων

ΚΤΠΡΙΑΚΗ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΗ ΕΣΑΙΡΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΣΙΚΗ ΚΤΣΑΛΟΓΡΟΜΙΑ 2007 ΓΙΑ ΣΟ ΓΤΜΝΑΙΟ Παπασκευή 26 Ιανουαπίου 2007 Σάξη: Α Γυμνασίου ΥΟΛΕΙΟ..

Η/Υ A ΤΑΞΕΩΣ ΑΕ Συστήματα Αρίθμησης. Υποπλοίαρχος Ν. Πετράκος ΠΝ

ΡΤΘΜΙΕΙ ΔΙΚΣΤΟΤ ΣΑ WINDOWS

Δπηιέγνληαο ην «Πξνεπηινγή» θάζε θνξά πνπ ζα ζπλδέεζηε ζηελ εθαξκνγή ζα βξίζθεζηε ζηε λέα ρξήζε.

Σημεία Ασύπματηρ Ππόσβασηρ (Hot-Spots)

ΓΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Μέζνδνη ραξαθηεξηζκνύ πιηθώλ Δξγαζηεξηαθή άζθεζε 8: Μαγλεηηθέο Μεηξήζεηο Ηκεξνκελία δηεμαγσγήο: 26/5/2010

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΔΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΔΙΟΥ ΣΔΙΡΑ: 1η ΘΔΡΙΝΑ ΗΜΔΡΟΜΗΝΙΑ: 10/02/13

Αζθήζεηο 5 νπ θεθαιαίνπ Crash course Step by step training. Dipl.Biol.cand.med. Stylianos Kalaitzis

Transcript:

Άζθεζε 3 Μέηξεζε ηεο ζηαζεξάο ηεο παγθόζκηαο έιμεο, G, κε ηελ κέζνδν ηνπ Cavendish 3.1. θνπόο θνπφο ηνπ πεηξάκαηνο είλαη ε κέηξεζε ηεο παγθφζκηαο ζηαζεξάο ηεο βαξχηεηαο (παγθφζκηαο έιμεο), G, κε ηελ κέζνδν ηνπ Cavendish. Δπίζεο, ρξεζηκνπνηψληαο ηηο γλσζηέο ηηκέο γηα ηε κέζε αθηίλα ηεο Γεο, R, θαη ηελ επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο, g, ζηελ επηθάλεηά ηεο, ζα ππνινγηζηεί ε κάδα θαη ε κέζε ππθλφηεηα ηεο Γεο. 3.2. Δηζαγσγή χκθσλα κε ηνλ λφκν ηνπ Νεχησλα γηα ηελ παγθφζκηα έιμε, ε δχλακε, F, κεηαμχ δχν ζεκεηαθψλ καδψλ, m 1, m 2, πνπ βξίζθνληαη ζε απφζηαζε r, είλαη ειθηηθή, αζθείηαη θαηά κήθνο ηεο επζείαο πνπ ηηο ελψλεη θαη έρεη ηηκή ίζε κε (3.1) φπνπ G είλαη ε ζηαζεξά ηεο παγθφζκηαο έιμεο. Αλ ε Γε ζεσξεζεί ζθαίξα κε αθηίλα R θαη κάδα M, ηφηε ε δχλακε πνπ αζθεί ζε ζεκεηαθή κάδα, m, θνληά ζηελ επηθάλεηά ηεο είλαη φπνπ g είλαη ε επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο. Άξα (3.2) Αλ ηα G, g, R είλαη γλσζηά, ηφηε ε κάδα ηεο Γεο ππνινγίδεηαη απφ ηνλ ηχπν (3.3) ελψ ε κέζε ππθλφηεηα ηεο Γεο, εάλ ζεσξεζεί ζαλ ζθαίξα κε φγθν (3.4) είλαη (3.5). Ζ πεηξακαηηθή δηάηαμε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζε απηφ ην πείξακα είλαη φκνηα κε απηή πνπ πεξηγξάθεηαη ζηελ εξγαζία γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο κέζεο ππθλφηεηαο ηεο Γεο απφ ηνλ Cavendish, ην 1798, ε νπνία θαηέζηεζε δπλαηή ηελ «δχγηζε ηεο Γήο» ζχκθσλα κε ηελ νξνινγία ηεο επνρήο. Δίλαη αμηνζεκείσην φηη ε ζηαζεξά ηεο παγθφζκηαο έιμεο είλαη γλσζηή κε ηελ κηθξφηεξε αθξίβεηα ζπγθξηηηθά κε άιιεο ζηαζεξέο εμαηηίαο ηεο δπζθνιίαο κέηξεζεο ησλ πνιχ αζζελψλ βαξπηηθψλ δπλάκεσλ. 41

ηνλ Πίλαθα Η θαίλνληαη νη απφ ην 1986 δηεζλψο απνδεθηέο ηηκέο γηα ηα G, M, θαη ξ. Πίλαθαο Ι ηαζεξά ηεο βαξχηεηαο G=(6,67259 0,00085) 10-11 Ν m 2 /Kg 2 Μάδα ηεο Γεο Μ=(5,97418 0,00075) 10 24 Kg. Μέζε ππθλφηεηα ηεο Γεο ξ=(5,5152 0,0012) g/cm 3 3.3. Πεηξακαηηθή Γηάηαμε ρήκα 3.1. ρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ηεο ζπζθεπήο Cavendish θαη ε αξρή ιεηηνπξγίαο Ζ πεηξακαηηθή δηάηαμε απνηειείηαη απφ δπγφ ζηξέςεο κε δχν κηθξέο κνιχβδηλεο ζθαίξεο κε κάδα m 2 ζηα άθξα ιεπηήο ξάβδνπ κήθνπο 2d. Σν ζχζηεκα ξάβδνπ θαη κηθξψλ ζθαηξψλ θξέκεηαη απφ ζηαζεξφ ζεκείν κε πνιχ ιεπηφ λήκα ζην νπνίν είλαη ζηεξεσκέλνο έλαο θνίινο θαζξέθηεο, K, ν νπνίνο πεξηζηξέθεηαη καδί κε ην λήκα. Τπάξρνπλ επίζεο δχν κεγάιεο ζθαίξεο κε κάδα m 1 ζε βάζε πνπ κπνξεί λα πεξηζηξέθεηαη γχξσ απφ ηνλ άμνλα ηνπ δπγνχ ζηξέςεο, πεγή δέζκεο ιέηδεξ, ε νπνία αλαθιψκελε ζηνλ θαζξέθηε ζρεκαηίδεη θσηεηλή θειίδα ζηελ θιίκαθα πνπ βξίζθεηαη ζε απφζηαζε L θαη, ηέινο, ςεθηαθφ ρξνλφκεηξν, φπσο θαίλεηαη ζην ρ. 3.1. 42

3.4. Μέζνδνο Όηαλ ζην ζχζηεκα ηνπ δπγνχ ζηξέςεο ησλ καδψλ m 2 δελ αζθείηαη ξνπή, απηφ ηζνξξνπεί πάλσ ζηελ επζεία PP, κε ηελ θειίδα ηνπ ιέηδεξ ζηε ζέζε O (ρ. 3.2). Όηαλ νη κεγάιεο κάδεο m 1 είλαη ζηηο ζέζεηο Α, ε δχλακε ηεο παγθφζκηαο έιμεο, F g, αζθεί ξνπή ζην ζχζηεκα ηνπ δπγνχ ζηξέςεο κε ηηο κηθξέο ζθαίξεο, m 2, ην νπνίν ζηε κεηαβαηηθή πεξίνδν εθηειεί απνζβελνχκελε ζηξνθηθή ηαιάλησζε ζαλ ζηξνθηθφ εθθξεκέο θαη ηζνξξνπεί ζηηο ζέζεηο Α κε ηελ θειίδα ζηε ζέζε Υ 1. Όηαλ νη κεγάιεο κάδεο, m 1, κεηαθέξνληαη ζηηο ζπκκεηξηθέο ζέζεηο B, κεηά ην πέξαο ηεο κεηαβαηηθήο πεξηφδνπ νη λέεο ζέζεηο ηζνξξνπίαο ηνπ δπγνχ ζηξέςεο θαη ησλ κηθξψλ καδψλ m 2 είλαη νη B, ελψ ηεο θειίδαο ε X 2. Ζ γεσκεηξία ησλ δχν απηψλ ζπκκεηξηθψλ θαηαζηάζεσλ ησλ κηθξψλ θαη κεγάισλ ζθαηξψλ, ζε ηζνξξνπία, θαίλεηαη ζην ρ. 3.2 πνπ παξνπζηάδεη ηελ θάηνςε ηεο πεηξακαηηθήο δηάηαμεο. ρήκα 3.2. Κάηνςε ηεο πεηξακαηηθήο δηάηαμεο ε θαηάζηαζε ηζνξξνπίαο, ε ζπληζηακέλε δχλακε ιφγσ ηεο βαξπηηθήο έιμεο πνπ αζθείηαη ζηηο κηθξέο ζθαίξεο, m 2, απφ ηηο κεγάιεο, m 1, (δηαλχζκαηα κε αξρή ην ζεκείν Α ζην ρ.3.2) απνδεηθλχεηαη φηη ηζνχηαη κε 43

(3.6) φπνπ b είλαη ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ θέληξσλ ησλ κηθξψλ θαη κεγάισλ ζθαηξψλ, d είλαη ε απφζηαζε ησλ καδψλ απφ ηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο ηνπ δπγνχ ζηξέςεο, φπσο θαίλεηαη ζην ρ. 3.2, ελψ κε β ζπκβνιίδνπκε, γηα ζπληνκία, ηελ αιγεβξηθή έθθξαζε ζηελ παξέλζεζε. Ζ ξνπή ιφγσ ησλ δπλάκεσλ F g ηζνχηαη κε (3.7). Λφγσ ηεο πεξηζηξνθή ηνπ ιεπηνχ λήκαηνο, ζην ζχζηεκα αζθείηαη θαη ξνπή επαλαθνξάο πνπ είλαη αλάινγε ηεο γσλίαο θαηά ηελ νπνία έρεη ζηξαθεί ην ζχζηεκα απφ ηελ αξρηθή ζέζε PP θαη ηζνχηαη κε (3.8) φπνπ D είλαη ν ζπληειεζηήο ζηξέςεο ηνπ λήκαηνο (ζηαζεξφο γηα κηθξέο γσλίεο) θαη α ε γσλία θαηά ηελ νπνία έρεη ζηξαθεί ην λήκα θαη ν θαζξέθηεο, άξα θαη ε ξάβδνο κε ηηο κηθξέο ζθαίξεο κεηαμχ ησλ δχν ζέζεσλ ηζνξξνπίαο: Α θαη Β. H πεξηζηξνθή ηνπ θαζξέθηε θαηά γσλία α πξνθαιεί πεξηζηξνθή ηεο αλαθιψκελεο δέζκεο θαηά 2α, θαη ε γσλία απηή κπνξεί λα ππνινγηζηεί απφ ηε γεσκεηξία, φπσο θαίλεηαη ζην ρ. 3.2. Έηζη, γηα κηθξέο γσλίεο ηζρχεη φηη (3.9) φπνπ S = X 1 X 2 είλαη ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ ζεκείσλ Υ 1 θαη Υ 2 πάλσ ζηελ θιίκαθα, ζηα νπνία ηζνξξνπεί ε θειίδα γηα ηηο δχν ζέζεηο ησλ κεγάισλ καδψλ θαη, L, είλαη ε απφζηαζε ηεο θιίκαθαο απφ ηνλ άμνλα ηνπ δπγνχ ζηξέςεο. ε θαηάζηαζε ηζνξξνπίαο ηζρχεη φηη (3.10) Αληηθαζηζηψληαο ζηελ Δμ. 3.10 ηηο Δμ.(3.6), (3.7), (3.8), (3.9) θαη ιχλνληαο σο πξνο G, βξίζθνπκε ηε βαζηθή ζρέζε πνπ ζα ρξεζηκνπνηήζνπκε γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ G: (3.11) φπνπ άγλσζηε είλαη κφλν ε ζηαζεξά D. Ζ ηηκή ηεο ζηαζεξάο D εμαξηάηαη απφ πνιινχο παξάγνληεο θαη ππνινγίδεηαη απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζηξνθηθνχ εθθξεκνχο, δειαδή απφ ηελ πεξίνδν ηαιάλησζεο θαη ηε ξνπή αδξάλεηάο ηνπ. ηε κεηαβαηηθή πεξίνδν, ε θίλεζε πνπ εθηειεί ν δπγφο ζηξέςεο γχξσ απφ ηε λέα ζέζε ηζνξξνπίαο είλαη θζίλνπζα ζηξνθηθή ηαιάλησζε θαη πεξηγξάθεηαη απφ ηε δηαθνξηθή εμίζσζε (3.12) φπνπ ν παξάγνληαο 2dF g θαζνξίδεη ηε λέα ζέζε ηζνξξνπίαο, ζ είλαη ε γσλία ζηξνθήο, Η=2m 2 d 2 είλαη ε ξνπή αδξάλεηαο ηνπ δπγνχ (εάλ ζεσξήζνπκε ακειεηέα ηε κάδα ηεο ξάβδνπ 44

πνπ ελψλεη ηηο δχν ζθαίξεο m 2 ) θαη K είλαη ε ζηαζεξά απφζβεζεο, ππεχζπλε γηα ηελ κείσζε ηνπ πιάηνπο ηεο θζίλνπζαο ηαιάλησζεο. Ζ πεξίνδνο ηεο θζίλνπζαο ηαιάλησζεο πνπ πεξηγξάθεηαη απφ ηελ Δμ. (3.12) δελ δηαθέξεη ζεκαληηθά απφ ηελ πεξίνδν ηεο ειεχζεξεο θαη κε θζίλνπζαο ηαιάλησζεο ελφο ζηξνθηθνχ εθθξεκνχο (δειαδή ρσξίο ηξηβή, κε Κ = 0 θαη, ζηαζεξή ξνπή 2F g d, πνπ δελ επεξεάδεη ηελ πεξίνδν), ε νπνία (φπσο πξνθχπηεη απφ ηε ιχζε ηεο δηαθνξηθήο εμίζσζεο) δίλεηαη απφ ηε ζρέζε Απφ ηελ Δμ. (3.13) θαη κε ρξήζε ηεο Η = 2m 2 d 2, βξίζθνπκε (3.13) Αληηθαζηζηψληαο, απφ ηηο Δμ.(3.11) θαη (3.14) πξνθχπηεη (3.14) φπνπ (3.15) θαη (3.16) (3.17) ηελ ηειεπηαία ζρέζε s 0 είλαη ε απφζηαζε ησλ θέληξσλ ησλ ζθαηξψλ m 1 απφ ηελ επζεία PP, φπσο θαίλεηαη ζην ρ. 3.2. Απφ ηελ Δμ.(3.14), γηα β 1 θαη κε αληηθαηάζηαζε ηνπ b απφ ηελ Δμ. 3.17, έρνπκε: (3.18) ηελ ηειηθή απηή έθθξαζε γηα ην G, ηα κεγέζε m 1, d, s 0 είλαη γλσζηά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δπγνχ, ελψ ηα κεγέζε S, T θαη L πξνζδηνξίδνληαη κέζσ ηεο πεηξακαηηθήο δηαδηθαζίαο. Βηβιηνγξαθία 1. Mαζήκαηα Φπζηθήο Berkeley. Tφκνο Η:Μεραληθή, Κεθ. 9 (Αζήλα, 1978). 2. R.A. Serway. Physics for Scientists and Engineers. Tφκνο Η: Μεραληθή, Κεθ. 14 (Αζήλα, 1900). 3. Μ. Αlonso θαη E.J.Finn. Θεκειηώδεο Παλεπηζηεκηαθή Φπζηθή. Σφκνο Η: Μεραληθή θαη Θεξκνδπλακηθή, Κεθ. 13 (Αζήλα, 1981). 4. R.P. Feymman, R.B. Leighton and M. Sands. The Feymman Lectures on Physics. Vol. 1: Ch. 7, Addison-Wesley (Reading Mass, 1965). 45

5. Ζ.D. Young. Παλεπηζηεκηαθή Φπζηθή. Σφκνο A: Μεραληθή - Θεξκνδπλακηθή, Κεθ. 12. (Αζήλα, 1994). 6. Δξγαζηεξηαθέο Αζθήζεηο Φπζηθήο, Σφκνο Η, ΔΜΠ, Σνκέαο Φπζηθήο, ΔΜΦΔ, Δθδφζεηο πκκεηξία (Αζήλα, 2010) 3.5. Δθηέιεζε Παξαηήξεζε - Πξνζνρή Ο δπγόο ζηξέςεο είλαη πνιύ επαίζζεηε δηάηαμε θαη γη απηό δελ πξέπεη λα ηνλ αγγίδεηε. Ζ κεηαηόπηζε ησλ κεγάισλ καδώλ πξέπεη λα γίλεηαη αξγά κε πνιύ πξνζνρή. Κάζε ρηύπεκα εθηόο από ηελ δεκηά πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη δηαηαξάζζεη ηελ ηζνξξνπία ε νπνία ρξεηάδεηαη πνιύ ρξόλν λα απνθαηαζηαζεί. Δθφζνλ πξψηα αλαγλσξίζεηε ηε δηάηαμε πνπ πεξηγξάθεηαη ζην ρ. 3.1, ζπλερίζηε ζηα αθφινπζα: 1. Σξνθνδνηήζηε ην ιέηδεξ κε ηάζε 12 V θαη βεβαησζείηε φηη ε θσηεηλή θειίδα αλαθιάηαη απφ ηνλ θαζξέθηε ηνπ δπγνχ ζηξέςεο θαη βξίζθεηαη πάλσ ζηελ θιίκαθα. Δπεηδή ε θσηεηλή θειίδα είλαη ζρεηηθά πιαηηά, απνθαζίζηε πνην ραξαθηεξηζηηθφ ζεκείν ηεο θειίδαο ζα ζεσξήζεηε φηη θαζνξίδεη ηελ ζέζε ηεο X, πάλσ ζηελ θιίκαθα. Δθηηκήζηε πφζν είλαη ην ζθάικα αλάγλσζεο (αβεβαηφηεηα) ηεο ζέζεο ηεο θειίδαο. 2. Πεξηζηξέςηε ην ζχζηεκα ησλ κεγάισλ καδψλ (κε ηελ βνήζεηα ηνπ επηβιέπνληα) ψζηε λα ηηο ηνπνζεηήζεηε ζηε ζέζε Α, ζέζηε ζε ιεηηνπξγία ην ρξνλφκεηξν θαη αξρίζηε λα θαηαγξάθεηε ηε ζέζε ηεο θειίδαο θάζε 0,5 ιεπηά ρσξίο λα ζηακαηάηε ην ρξνλφκεηξν. Παξαηεξήζηε φηη ε θειίδα θάλεη θζίλνπζα ηαιάλησζε, φπσο πεξηκέλνπκε ζεσξεηηθά. πλερίζηε ηηο κεηξήζεηο έσο φηνπ λα έρεηε 4 αθξφηαηα (κέγηζηα θαη ειάρηζηα). Απηφ δηαξθεί πεξίπνπ 45 ιεπηά. Με ζηακαηάηε ην ρξνλφκεηξν. 3. Μεηαηνπίζηε ηηο κεγάιεο κάδεο ζηηο ζέζεηο Β, (κε ηε βνήζεηα ηνπ επηβιέπνληα) θαη επαλαιάβεηε ηελ θαηαγξαθή ηεο ζέζεο ηεο θειίδαο ζηελ θιίκαθα κέρξη νη κεηξήζεηο λα πεξηέρνπλ ηέζζεξα αθξφηαηα. 4. εκεηψζηε ηελ απφζηαζε L ± δl κεηαμχ ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηνπ δπγνχ θαη ηνπ θεληξηθνχ ζεκείνπ ζηε θιίκαθα. (Ζ απφζηαζε απηή αλαγξάθεηαη ζηελ θιίκαθα ζε θάζε πεηξακαηηθή δηάηαμε, καδί κε ην ζθάικα ηεο δl). 3.6. Δπεμεξγαζία ησλ κεηξήζεσλ 1. ρεδηάζηε (ζε κηιηκεηξέ ραξηί Α4) ηελ γξαθηθή παξάζηαζε ηεο ζέζεο ηεο θειίδαο Υ(t) ζαλ ζπλάξηεζε ηνπ ρξφλνπ (αλακέλεηε δχν θζίλνπζεο ηαιαληψζεηο, φπσο θαίλεηαη ζην ρ. 3.3). 2. Δθηηκήζηε ηηο ζέζεηο ηζνξξνπίαο, Υ 1 θαη Υ 2, θαζψο θαη ηα ζθάικαηά ηνπο, φπσο θαίλεηαη ζηελ έλζεηε γξαθηθή παξάζηαζε ηνπ ρ. 3.3. Πην ζπγθεθξηκέλα, αλ H θαη H είλαη δχν δηαδνρηθά κέγηζηα ηεο X(t) θαη h είλαη ην κεηαμχ ηνπο ειάρηζην, ηφηε ε X 1 πξνζδηνξίδεηαη απφ ην εκηάζξνηζκα ησλ κέζσλ ηηκψλ Y θαη Y, ελψ ην ζθάικα ηεο πξνζδηνξίδεηαη απφ ηελ εκηδηαθνξά ηνπο. Δπνκέλσο γηα ηελ πηζαλή ζέζε ηζνξξνπίαο έρνπκε 46

ρήκα 3.3 Γξαθηθή παξάζηαζε ηεο ζέζεο ηεο θειίδαο θαη έλζεηε κέζνδνο πξνζδηνξηζκνχ ηεο ζέζεο ηζνξξνπίαο ηεο θειίδαο, φηαλ δελ ηεο παξέρεηαη επαξθήο ρξφλνο γηα λα απνζβέζνπλ νη ηαιαληψζεηο. 3. εκεηψλνπκε φηη ηα ζθάικαηα ησλ Υ 1, Υ 2 δελ κπνξεί λα είλαη κηθξφηεξα απφ ην ζθάικα αλάγλσζεο ηεο ζέζεο ηεο θειίδαο ζηελ θιίκαθα. 4. Τπνινγίζηε ηε δηαθνξά S = X 1 X 2 ± δs. 5. Υαξάμεηε ζην ζρήκα 2 επζείεο πνπ λα αληηζηνηρνχλ ζηηο ηηκέο ησλ Υ 1 θαη Υ 2 θαη πξνζδηνξίζηε επίζεο ηελ πεξίνδν ηαιάλησζεο, Σ, αμηνπνηψληαο ηνπιάρηζηνλ 5 ηηκέο απφ ην ζρήκα. Ζ κέζε ηηκή ησλ 5 πεξηφδσλ φπσο θαη ην ζθάικα ηνπο καο δίλνπλ ηα κεγέζε T ± δσ. 6. Με αληηθαηάζηαζε ζηελ Δμ. (3.18), ππνινγίζηε ηελ ηηκή ηνπ G θαη ηνπ ζθάικαηφο ηνπ, δg. Γίλνληαη, σο γλσζηά, ηα κεγέζε: m 1 = 1,500 ± 0,001 Kg, m 2 = 15,0 ± 0,1 g, d = 50,0 ± 0,2 mm, s 0 = 46,5 ± 0,2 mm, ελψ ηα ππφινηπα ηα έρεηε κεηξήζεη. εκαληηθή Παξαηήξεζε: ηνλ ππνινγηζκό ηνπ δg, απνθαζίζηε πνηα είλαη ηα ηξία κεγέζε πνπ ζπλεηζθέξνπλ πεξηζζόηεξν ζην ηειηθό ζθάικα (ππνινγίζηε ην ζρεηηθό ζθάικα ησλ κεγεζώλ πνπ ρξεζηκνπνηήζαηε ζηνλ ππνινγηζκό ηνπ G θαη απηά κε ην κεγαιύηεξν ζρεηηθό ζθάικα ζπλεηζθέξνπλ πεξηζζόηεξν ζην ζθάικα ηνπ G) θαη ζεσξήζηε όηη ηα ππόινηπα είλαη γλσζηά κε ακειεηέα ζθάικαηα. 7. Έρνληαο ηελ ηηκή ηνπ G θαη κε δεδνκέλεο ηηο ηηκέο γηα ηελ αθηίλα ηεο Γήο, R = 6370 Km, θαη ηελ επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο, g = 9,81 m/s 2, κε ακειεηέα ζθάικαηα ζε ζχγθξηζε κε απηφ ηνπ G, ππνινγίζηε ηε κάδα ηεο Γεο M ± δμ (Δμ. 3.4) θαη ηε κέζε ππθλφηεηά ηεο, ξ ± δξ (Δμ. 3.5). 8. πγθξίλεηε ηα απνηειέζκαηα ζαο κε απηά ηνπ Πίλαθα 3.1. Τπάξρνπλ κεγάιεο δηαθνξέο; ρνιηάζηε. Πνηεο είλαη θαηά ηελ γλψκε ζαο νη πηζαλέο πεγέο ζθάικαηνο ζηηο κεηξήζεηο ζαο. 9. Τπνινγίζηε ηε δχλακε πνπ αζθείηαη κεηαμχ ησλ καδψλ m 1 θαη m 2 ζε απφζηαζε s 0. Σί θιάζκα απηήο ηεο δχλακεο ζα αζθνχζε πάλσ ζηηο κάδεο m 2 ν άλζξσπνο, κε κάδα Μ=75 Kg, ζεσξνχκελε σο ζεκεηαθή, ζε απφζηαζε 0,5 m απφ ηηο m 2 ; Απφ ην απνηέιεζκα, ηη ζπκπεξαίλεηε γηα ηελ επίδξαζε πνπ είρε ζηα απνηειέζκαηα ε παξνπζία ζαο θνληά ζηε ζπζθεπή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο Άζθεζεο; 47