Стандартное ускорение силы тяжести (или стандартного ускорение свободного падения ), иногда сокращенно стандартная гравитация , обычно обозначаемой ɡ 0 или ɡ п , является номинальным гравитационным ускорением объекта в вакууме вблизи поверхности Земли . Она определяется стандартом , как9.806 65 м / с 2 (около32,174 05 фут / с 2 ). Это значение было установлено 3-м CGPM (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 действия силы тяжести и центробежного ускорения от вращения Земли (но которое достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь для большинства целей); общая (кажущаяся сила тяжести) 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) также может означать локальное ускорение из-за местной силы тяжести и центробежное ускорение, которое варьируется в зависимости от положения человека на Земле (см . Гравитацию Земли ). Символ ɡ не следует путать с G , гравитационной постоянной , или g, символом грамма . Ɡ также используются в качестве единицы для любой формы ускорения , со значением , определенным выше; см. g-force .
Значение ɡ 0, определенное выше, является номинальным значением среднего диапазона на Земле, первоначально основанным на ускорении тела при свободном падении на уровне моря на геодезической широте 45 °. Хотя фактическое ускорение свободного падения на Земле варьируется в зависимости от местоположения, приведенная выше стандартная цифра всегда используется в метрологических целях. В частности, он дает коэффициент преобразования между ньютоном и килограмм-силой , двумя единицами 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 для определения стандартного атмосферного давления. Выбранное определение было основано на весе столба ртути 760 мм. Но поскольку этот вес зависит от местной силы тяжести, теперь им также требовалась стандартная сила тяжести. Собрание CIPM 1887 г. постановило следующее:
Значение этого стандартного ускорения свободного падения равно ускорению свободного падения в Международном бюро (рядом с Павильоном де Бретей ), деленному на 1.0003322, теоретический коэффициент, необходимый для преобразования в широту 45 ° на уровне моря. [5]
Все, что требовалось для получения числового значения стандартной силы тяжести, теперь - это измерение силы тяжести в Международном бюро . Это задание было поручено Жильберу Этьену Дефоржесу из географической службы французской армии. Значение, которое он нашел, основываясь на измерениях, проведенных в марте и апреле 1888 года, составило 9,80991 (5) м⋅с −2 . [6]
Этот результат лег в основу определения значения стандартной силы тяжести, которое до сих пор используется. 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 под действием силы тяжести Земли, составляет 980,665 см / с 2 , это значение уже указано в законах некоторых стран. [7]
Числовое значение, принятое для ɡ 0, было, в соответствии с декларацией CIPM 1887 года, получено путем деления результата Дефоржеса - 980,991 см⋅с −2 в системе cgs, которая тогда использовалась в моде, - на 1.0003322, при этом не бралось больше цифр, чем требуется, учитывая неопределенность в результат.
Конверсии [ править ]
| Базовое значение | ( Гал , или см / с 2 ) | ( фут / с 2 ) | ( м / с 2 ) | ( Стандартная плотность , г 0 ) |
|---|---|---|---|---|
| 1 галлон, или см / с 2 | 1 | 0,032 8084 | 0,01 | 0,001 019 72 |
| 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 ]
- Гравитация Земли
- Маятник секунд
- Теоретическая гравитация
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.). Bureau International des poids et mesures . 2006. С. 142–143. ISBN 92-822-2213-6.
- ^ Бойнтон, Ричард (2001). « Точное измерение массы » (PDF) . Бумага Sawe No. 3147 . Арлингтон, штат Техас: SAWE, Inc . Проверено 21 января 2007 .
- ^ "Интересно насчет астрономии?" , Корнельский университет, июнь 2007 г.
- ^ Терри Куинн (2011). От артефактов к атомам: BIPM и поиск окончательных стандартов измерения . Издательство Оксфордского университета . п. 127. ISBN 978-0-19-530786-3.
- ^ М. Амальвикт (2010). «Глава 12. Абсолютная гравиметрия в BIPM, Севр (Франция), во времена доктора Акихико Сакума». В Стелиос П. Мертикас (ред.). Гравитация, геоид и наблюдение Земли: Комиссия 2 IAG: Поле силы тяжести . Springer. С. 84–85. ISBN 978-3-642-10634-7.
- ^ "Решение 3-го CGPM (1901)" . BIPM . Проверено 19 июля 2015 года .
