测量气垫导轨测重力加速度度时,为什么重锤不能距离打点计时器过远?

重力加速度是一个重要的物理常数,其值会随纬度和海拔高度的不同而不同。准确测量不同地区的重力加速度在理论、生产和科学研究中都具有重要意义。目前能够准确测量重力加速度的方法有很多种。本文分析了传统多种测量重力加速度的方法,提出新的实验方法(用压力传感器测重力加速度),并对此方法进行了分析和应用。最后比较了几种方法的特点,说明新方法的可行性。

伽利略首先证明,如果空气摩擦的影响可以忽略不计,则所有落地的物体都可以以同一速度下降,也就是说物体都具有相同的加速度,这个加速度称为重力加速度g。重力加速度是一个重要的地球物理常数。准确测量它的量值,无论在理论上还是在科研和生产等方面都有极其重要的意义。在历史上,人们曾经花费了很多的精力和时间来研究这个问题,如波兹坦大地测量研究所曾用凯特摆花了八年的时间,才正确地测得了当地的重力加速度。现在我们高中就知道,重力是地球引力的一个分力。地球是绕着自转轴旋转的因此地球上的物体就需要一个垂直于自转轴的向心力,这个向心力就只能由万有引力提供,即向心力是万有引力的一个分力,另一个分力就是重力。

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。常见的压力传感器有应压片压力传感器和压电式压力传感器(如下图):

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