Determinarea constantei gravitationale cu ajutorul balantei de torsiune gravitationala dupa CavendishInregistrarea deplasarii si evaluarea masuratorii cu detectorul de pozitie IR si PC

Determinarea constantei gravitationale cu ajutorul balantei de torsiune gravitationala dupa CavendishInregistrarea deplasarii si evaluarea masuratorii cu detectorul de pozitie IR si PC

Experimentul pentru determinarea constantei gravitationale cu ajutorul balansului de torsiune gravitationala dupa Cavendish este un instrument deosebit de specializat care va permite sa efectuati experimente precise pentru a determina constanta gravitationala G. Acest experiment implica inregistrarea excursiei si evaluarea masuratorilor folosind un detector de pozitie IR si un calculator.

Caracteristici Principale:

Detector de Pozitie IR (IRPD): Acest echipament este echipat cu un detector de pozitie IR care permite masurarea automata a miscarii bilelor de plumb in balansul de torsiune gravitationala. Detectorul utilizeaza patru diode IR pentru a emite un fascicul de infrarosu, care este reflectat de un mirror concav montat pe pendulul de torsiune al balansului catre o serie de 32 de fototransistori adiacenti. Un microcontroler comuta in secventa cele patru diode IR si determina care fototransistor este iluminat de fiecare data. S-a determina astfel intervalul primar de iluminare.

Software pentru Evaluare: Echipamentul este furnizat cu o versiune demonstrativa a software-ului CASSY Lab, care va permite sa efectuati masuratori si evaluari directe ale experimentului utilizand un calculator cu Windows XP sau o versiune mai recenta. Software-ul ofera o alegere intre metoda deflectiei finale sau metoda acceleratiei pentru masurare si evaluare.

Obiectivele Experimentului:

• Inregistrarea Oscilatiilor Atenuate: Experimentul vizeaza inregistrarea oscilatiilor atenuate in jurul pozitiilor finale de echilibru ale pendulului de torsiune in functie de timp.
• Calculul Constantei Gravitationale G: Experimentul va permite sa calculati constanta gravitationala G folosind metoda deflectiei finale.
• Calculul Constantei Gravitationale G Utilizand Metoda Acceleratiei: De asemenea, puteti calcula constanta gravitationala G folosind metoda acceleratiei.

Principii:

Inima balansului de torsiune gravitationala conform metodei lui Cavendish este o bara transversala usoara, suspendata orizontal printr-un fir subtire de torsiune, care sustine o mica minge de plumb la fiecare capat, la o distanta d de punctul de suspendare. Aceste doua bile sunt atrase de doua sfere mari de plumb cu masa m1. Cu toate ca forta de atractie este mai mica de 10^–9 N, este inca posibil sa se demonstreze aceasta atractie folosind balansul de torsiune gravitationala extrem de sensibil. Miscarea bilelor mici de plumb este observata si masurata folosind detectorul de pozitie IR.

Detectorul de pozitie IR are patru diode infrarosii care ilumineaza un mirror concav montat intr-o pozitie fixa pe bara transversala a pendulului de torsiune. Lumina reflectata este proiectata pe o serie de fototransistori pentru a inregistra oscilatiile masei m2. Pe baza miscarii in timp, a masei m1 si a geometriei dispozitivului, este posibil sa se determine constanta gravitationala utilizand metoda deflectiei finale sau – intr-un procedeu de masurare abreviat – cu ajutorul metodei de accelerare.

Ce Veti Invata:

Acest experiment, Determinarea constantei gravitationale cu ajutorul balantei de torsiune gravitationala dupa Cavendish – Inregistrarea deplasarii si evaluarea masuratorii cu detectorul de pozitie IR si PC,  va ofera o oportunitate unica de a intelege si de a aplica conceptele fundamentale ale gravitatiei si ale constantelor gravitationale intr-un mediu de laborator. Veti dezvolta abilitati practice de masurare si evaluare folosind echipamente de inalta precizie si software specializat.

Concluzie:

Echipamentul pentru determinarea constantei gravitationale dupa Cavendish cu ajutorul detectorului de pozitie IR este esential pentru cercetatori si studenti care doresc sa efectueze experimente precise pentru a determina constanta gravitationala G. Acest instrument ofera o modalitate eficienta de a explora conceptele complexe ale gravitatiei si de a realiza experimente practice in domeniul fizicii. Experimentati si invatati despre secretele gravitatiei cu ajutorul acestui echipament specializat!