ブックタイトルEDUCATION500

概要

EDUCATION500

小鉛球の位置が観察できる側面の小窓つきメモリ部分万有引力5物切削仕上げの大鉛球変形・狂いが皆無のぶ厚いアルミ合金製ねじりばかりの構造がよくわかるガラスの透視形高さ調節台直線移動用鉛球台旋回式鉛球台高さ調節台ロック装置191025吊り線191028ダンパオイルが簡単に出し入れできるオイル槽理191027ダンパオイル力直線動作式鉛球台溝（目盛板つき）運動調節足ほこりが付かないようビニルカバーをかけて収納付属品圧力波音熱光万有引力の測定光源質量をもつ物体が他の質量をもつ物体との間に及ぼしあい，引きつけあう力を万有引力といいます。質量mとMをもつ中心間距離bの2物体間のMmF＝G万有引力の大きさFは，b 2で与えられ，Gを万有引力定数と呼びます。ここでは，実験によりGを求め，万有引力の法則をダイレクトに検証します。万有引力定数Gを求めるには2つの方法があります。最終変位法は，大鉛球と小鉛球に働く回転モーメントを，ねじりばかりの最終的な回転角で測定します。測定精度がよく，オイルダンパを使用して短時間で測定することが可能です。もう一方の加速度法は，測定が容易で測定原理を理解しやすい反面，測定前に1?2時間放置してバランスをさせる必要があり，最終変位法と比べて測定精度で劣る面があります。■実験項目1最終変位法によるGの測定2加速度法によるGの測定3逆二乗法の法則による測定■実験に必要な機器121-330万有引力実験器GN-101128-108教育用レーザ装置SRR-810（P.453）1128-122レーザ用光学台LD-43（P.453）1203-900卓上除振台VAM-Ⅰ（P.287）1■実験の方法最終変位法によるGの測定Sスケール光源2αねじりばかりはケースに収納してあり，Aのガラス板に密着して2つの大鉛球MがOに対し対称な位置にあります。このとき，ねじりばかりはねじられて，万有引力のモーメントと反対方向の回転モーメントでつり合います。そして大鉛球Mを回転対称の位置（点線で示す）へ移動させると，ねじりばかりは逆方向のモーメントを受け点線の位置で新たなつり合い点に達します。その回転に伴う輝点の移動量Sを測定し，次式よりGを導きます。Mmπ2 m'dSG・＝b 2T 2 LLπ2 b 2 dSG＝MT 2 LMただし，M：大鉛球の質量，m：小鉛球の質量，T：ねじりばかりの振動周期，L：投影距離，b：大小の鉛球間の距離，d：腕の長さ，S：輝点の移動量ARPmαP′m′Obb′Mdd加速度法によるGの測定SLMSi最終変位と同様に，ケースAに大鉛球Mを密着させておくと，万有引力によるモーメントとねじりばかりの回転モーメントがつり合って小鉛球mは静止しています。ここで大鉛球Mが点線で示した位置に旋回移動すると，（ねじりばかりの周期が十分に長いとして）小鉛球mに働くF′は万有引力Fとねじりばかりが復元しようとする力の和になり，次式によりGが求まります。b 2b 2G＝F'＝・ma＝b2・a2Mm 2Mm 2Mただし，M：大鉛球の質量，m：小鉛球の質量，b：大小の鉛球間の距離，d：腕の長さ，S：輝点の移動量実験精度を高めるには大小の鉛球が引き合う力は0.077μg重，つまり1300万分の1g重です。このため装置内では空気やダンパオイルの対流，静電気の影響をなくす工夫がされています。実験精度をより高めるには，除震台を使用したり，直射日光や熱源から離したりするなど，温度変化を生じないようにすると効果的です。mmObMdd回折・干渉分光放電静電気磁気電源装置電流抵抗・回路電磁誘導電子エネルギー超伝導放射線技術的なご相談はコールセンター0120-376-673または，E-mail soudan@shimadzu-rika.co.jp（）内に記載された金額は税込価格（消費税率8％）です。347