Gravitační konstanta

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Gravitační konstanta (též Newtonova gravitační konstanta) je konstanta úměrnosti v Newtonově gravitačním zákoně mezi gravitační silou a součinem hmotností interagujících těles děleným kvadrátem jejich vzdálenosti. Je to jedna ze tří základních fyzikálních konstant (viz Planckova konstanta a rychlost světla), které určují volbu našich jednotek vůči jednotkám Planckovým.

Značení a hodnota[editovat | editovat zdroj]

  • Symbol konstanty: G (nebo také \varkappa)
  • Numerická hodnota konstanty[1]:
G = (6,67384 ± 0,00080) × 10-11m3·kg-1·s-2 = (6,67384 ± 0,00080) × 10−11 N·m2·kg-2

Měření gravitační konstanty[editovat | editovat zdroj]

První praktické měření gravitační konstanty provedl Henry Cavendish v roce 1798. Jeho aparatura se skládala ze dvou olověných kuliček o hmotnosti 730 g, umístěných na vodorovném rameni, zavěšeném na tenkém vlákně. Na rameni, které s vláknem fungovalo jako torzní váhy, bylo umístěno zrcátko. Paprsek světla, odražený od zrcátka, indikoval výchylku, která byla měřena pomocí dalekohledu. Ke kuličkám byla střídavě z jedné a druhé strany přibližována dvojice větších olověných koulí o hmotnostech 158 kg, umístěná na nezávislém otočném rameni.

V roce 1896 použili Richarz a Krigar-Menzel dvojici kilogramových závaží, zavěšených na různě dlouhých vláknech na rovnoramenných vahách. K tělesům byl umístěn velký olověný blok tak, aby jedno těleso bylo nad a druhé pod ním.

Jednodušší metodu měření navrhl fyzik P. Jolly. na velmi citlivých rovnoramenných vahách vyvážil kouli o hmotnosti m. Pod ni pak umístil masivní kouli o hmotnosti M, jejíž střed byl ve vzdálenosti r od menší koule. Působením gravitační síly mezi oběma koulemi se ručička vah vychýlí. Rovnováha je pak obnovena přidáním závaží o hmotnosti Z na misku vah. Mezi oběma koulemi působí gravitační síla F_{\rm g} = G{ mM \over r^2}\,. Mezi Zemí a závažím Z pak tíhová síla F_{\rm G} = Zg, kde g je tíhové zrychlení. Mají-li být váhy v rovnováze, musí platit rovnost F_{\rm g} = F_{\rm G}, tedy  G{ mM \over r^2} = Zg, a odtud  G = { Zgr^2 \over mM} . Jolly použil koule o hmotnostech M=6 tun, m=10 kg, jejich vzdálenost r=60 cm a závaží Z=1,1 mg. po dosazení mu tedy vyšla relativně přesná hodnota G=6,472.× 10−11 N·m2·kg-2.[2]

Počátkem 20. století byla gravitační konstanta změřena jako (6,67 ± 0,01) · 10-11[3]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Aktuální hodnoty fyzikálních konstant podle poslední adjustace: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html
  2. Milan Bednařík, Miroslava Široká:Fyzika Mechanika
  3. Rudolf Faukner:Svět moderní fysiky

Související články[editovat | editovat zdroj]