Standardowa grawitacja
Standardowe przyspieszenie grawitacyjne (lub standardowe przyspieszenie swobodnego spadania ), czasami określane skrótem standardowej grawitacji , zwykle oznaczane przez ɡ 0 lub ɡ n , jest nominalnym przyspieszeniem grawitacyjnym obiektu w próżni w pobliżu powierzchni Ziemi . Norma definiuje go jako 9,806 65 m/s 2 (około 32,174 05 ft/s 2 ). Wartość ta została ustalona przez 3. CGPM (1901, CR 70) i wykorzystana do zdefiniowania standardowej wagi obiektu jako iloczynu jego masy i tego nominalnego przyspieszenia . Przyspieszenie ciała w pobliżu powierzchni Ziemi wynika z połączonych efektów grawitacji i przyspieszenia odśrodkowego wynikającego z obrotu Ziemi (ale to drugie jest na tyle małe, że w większości celów można je pominąć); całkowita (pozorna grawitacja) jest o około 0,5% większa na biegunach niż na równiku .
Chociaż symbol ɡ jest czasami używany dla standardowej grawitacji, ɡ (bez przyrostka) może również oznaczać lokalne przyspieszenie spowodowane lokalną grawitacją i przyspieszeniem odśrodkowym, które zmienia się w zależności od położenia na Ziemi (patrz grawitacja Ziemi ). Symbolu ɡ nie należy mylić z G , stałą grawitacji , lub g , symbolem grama . ɡ jako jednostka dla dowolnej formy przyspieszenia , z wartością zdefiniowaną powyżej; patrz siła g .
Wartość ɡ 0 zdefiniowana powyżej jest nominalną wartością środkową na Ziemi, pierwotnie opartą na przyspieszeniu ciała spadającego swobodnie na poziomie morza na szerokości geodezyjnej 45 °. Chociaż rzeczywiste przyspieszenie swobodnego spadania na Ziemi różni się w zależności od lokalizacji, powyższa standardowa wartość jest zawsze używana do celów metrologicznych . W szczególności, ponieważ jest to stosunek kilograma do siły i kilograma , jego wartość liczbowa wyrażona w spójnych jednostkach SI jest stosunkiem kilograma do siły i niutona , dwie jednostki siły .
Historia
Już w pierwszych dniach swojego istnienia Międzynarodowy Komitet Miar i Wag (CIPM) przystąpił do zdefiniowania standardowej skali termometrycznej , wykorzystującej temperaturę wrzenia wody. Ponieważ temperatura wrzenia zmienia się wraz z ciśnieniem atmosferycznym , CIPM musiał zdefiniować standardowe ciśnienie atmosferyczne. Wybrana przez nich definicja opierała się na ciężarze kolumny rtęci o średnicy 760 mm. Ale ponieważ ta waga zależy od lokalnej grawitacji, potrzebowali teraz również standardowej grawitacji. Spotkanie CIPM w 1887 r. Zdecydowało, co następuje:
Wartość tego standardowego przyspieszenia ziemskiego jest równa przyspieszeniu ziemskiemu w Biurze Międzynarodowym (obok Pavillon de Breteuil ) podzielonemu przez 1,0003322, teoretyczny współczynnik wymagany do przeliczenia na 45° szerokości geograficznej na poziomie morza.
Wszystko, co było potrzebne do uzyskania wartości liczbowej standardowej grawitacji, to teraz zmierzenie siły grawitacji w Biurze Międzynarodowym . Zadanie to powierzono Gilbertowi Étienne Defforges ze służby geograficznej armii francuskiej. Uzyskana przez niego wartość, oparta na pomiarach wykonanych w marcu i kwietniu 1888 r., wyniosła 9,80991(5) m⋅s −2 .
Wynik ten stanowił podstawę do określenia wartości używanej do dziś dla ciężaru standardowego. Trzecia Konferencja Generalna ds. Miar i Wag , która odbyła się w 1901 r., przyjęła rezolucję, w której oświadczono, co następuje:
Wartość przyjęta przez Międzynarodową Służbę Miar i Miar dla standardowego przyspieszenia ziemskiego wynosi 980,665 cm/s 2 , wartość już podana w przepisach niektórych krajów.
Wartość liczbowa przyjęta dla ɡ 0 została, zgodnie z deklaracją CIPM z 1887 r., uzyskana przez podzielenie wyniku Defforgesa – 980,991 cm⋅s –2 w systemie cgs , a następnie en vogue – przez 1,0003322, nie biorąc więcej cyfr niż było to uzasadnione, biorąc pod uwagę niepewność w wynik.
Konwersje
| Wartość podstawowa | ( gal lub cm/s 2 ) | ( stopy/s 2 ) | ( m/ s2 ) | 0 ( Ciężar standardowy , g ) |
|---|---|---|---|---|
| 1 Gal lub cm/s 2 | 1 | 0,032 8084 | 0,01 | 1,019 72 × 10-3 _ |
| 1 stopa/s 2 | 30.4800 | 1 | 0,304 800 | 0,031 0810 |
| 1m/ s2 | 100 | 3.280 84 | 1 | 0,101 972 |
| 1 gr 0 | 980.665 | 32.1740 | 9.806 65 | 1 |