Стандартная гравитация
Стандартное ускорение силы тяжести или стандартное ускорение свободного падения , часто называемое просто стандартной гравитацией и обозначаемое ɡ 0 или ɡ n , является номинальным гравитационным ускорением объекта в вакууме вблизи поверхности Земли . Это константа, определяемая стандартом как 9,806· 65 м/с. 2 (около 32,174 05 футов/с 2 ). Это значение было установлено 3-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1901, CR 70) и использовалось для определения стандартного веса объекта как произведения его массы и этого номинального ускорения . [1] [2] Ускорение тела у поверхности Земли происходит из-за комбинированного воздействия силы тяжести и центробежного ускорения , вызванного вращением Земли (но последнее достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь для большинства целей); общая (кажущаяся гравитация) на полюсах примерно на 0,5% больше , чем на экваторе . [3] [4]
Хотя символ ɡ иногда используется для обозначения стандартной силы тяжести, ɡ (без суффикса) может также означать местное ускорение, обусловленное местной силой тяжести и центробежным ускорением, которое варьируется в зависимости от положения человека на Земле (см. Земная гравитация ). Символ ɡ не следует путать с G , гравитационной постоянной , или g, символом грамма . ɡ ; также используется как единица измерения любой формы ускорения, значение которой определено выше см . перегрузку .
Значение ɡ 0 , определенное выше, является номинальным средним значением на Земле, первоначально основанным на ускорении тела в свободном падении на уровне моря на геодезической широте 45 °. Хотя фактическое ускорение свободного падения на Земле варьируется в зависимости от местоположения, приведенное выше стандартное значение всегда используется для метрологических целей. В частности, поскольку это соотношение килограмма -силы и килограмма , его числовое значение, выраженное в последовательных единицах СИ, представляет собой отношение килограмма-силы и ньютона , двух единиц силы .
История [ править ]
Уже на заре своего существования Международный комитет мер и весов (CIPM) приступил к определению стандартной термометрической шкалы, используя температуру кипения воды. Поскольку точка кипения зависит от атмосферного давления , CIPM необходимо было определить стандартное атмосферное давление. Выбранное ими определение основывалось на весе столба ртутного столба высотой 760 мм. Но поскольку этот вес зависит от местной гравитации, теперь им также понадобилась стандартная гравитация. Заседание CIPM 1887 года решило следующее:
Значение этого стандартного ускорения силы тяжести равно ускорению силы тяжести в Международном бюро (рядом с Павильоном Бретей ), делённому на 1,0003322, теоретический коэффициент, необходимый для преобразования в широту 45° на уровне моря. [5]
Все, что теперь было необходимо для получения численного значения стандартной силы тяжести, — это измерить силу гравитации в Международном бюро . Эта задача была поручена Жильберу Этьену Дефоржу из географической службы французской армии. Значение, которое он нашел на основе измерений, проведенных в марте и апреле 1888 года, составило 9,80991(5) м⋅с. −2 . [6]
Этот результат лег в основу определения значения, которое до сих пор используется для стандартной силы тяжести. Третья Генеральная конференция по мерам и весам , состоявшаяся в 1901 году, приняла резолюцию, в которой говорилось следующее:
Значение, принятое Международной службой мер и весов для стандартного ускорения силы тяжести Земли, составляет 980,665 см/с. 2 , значение уже указано в законах некоторых стран. [7]
Числовое значение, принятое для ɡ 0 , в соответствии с декларацией CIPM 1887 года было получено путем деления результата Дефоржа - 980,991 см⋅с. −2 в системе cgs тогдашней модной — на 1,0003322, при этом не беря больше цифр, чем требуется, учитывая неопределенность результата.
Конверсии [ править ]
| Базовая стоимость | ( Гал , или см/с 2 ) | ( фут/с 2 ) | ( РС 2 ) | ( Стандартная плотность , г 0 ) |
|---|---|---|---|---|
| 1 гал или см/с 2 | 1 | 0.032 8084 | 0.01 | 1.019 72 × 10 −3 |
| 1 фут/с 2 | 30.4800 | 1 | 0.304 800 | 0.031 0810 |
| 1 м/с 2 | 100 | 3.280 84 | 1 | 0.101 972 |
| 1 г 0 | 980.665 | 32.1740 | 9.806 65 | 1 |
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Тейлор, Барри Н.; Томпсон, Эмблер, ред. (март 2008 г.). Международная система единиц (СИ) (PDF) (Отчет). Национальный институт стандартов и технологий . п. 52. Специальная публикация NIST 330, издание 2008 г.
- ^ Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.). Международное бюро мер и весов . 2006. стр. 142–143. ISBN 92-822-2213-6 .
- ^ Бойнтон, Ричард (2001). « Точное измерение массы » (PDF) . Бумага Саве № 3147 . Арлингтон, Техас: SAWE, Inc. Проверено 21 января 2007 г.
- ^ "Интересно, что касается астрономии?" , Корнельский университет, данные получены в июне 2007 г.
- ^ Терри Куинн (2011). От артефактов к атомам: BIPM и поиск окончательных эталонов измерений . Издательство Оксфордского университета . п. 127. ИСБН 978-0-19-530786-3 .
- ^ М. Амальвикт (2010). «Глава 12. Абсолютная гравиметрия в BIPM, Севр (Франция), во времена доктора Акихико Сакумы». В Стелиосе П. Мертикасе (ред.). Наблюдение гравитации, геоида и Земли: Комиссия IAG 2: Гравитационное поле . Спрингер. стр. 84–85. ISBN 978-3-642-10634-7 .
- ^ «Резолюция 3-й ГКМВ (1901 г.)» . БИПМ . Проверено 19 июля 2015 г.