VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016
МАЯТНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ, БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ И СТАТИЧЕСКИЕ ГРАВИМЕТРЫ
КомментарииПолная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
- динамические – тут наблюдают за движением тела в реальном гравитационном поле;
- статические - тут наблюдают за состоянием равновесия тела в реальном гравитационном поле под действием силы тяжести и некоторой компенсирующей силы.
К динамическим методам относятся:
- маятниковый основан на формуле Гюйгенса ( ),
где Т – период колебаний, g – ускорение силы тяжести, l – приведенная длина.
Маятниковый метод позволяет получить абсолютные значения ускорения силы тяжести с точностью порядка 0,1-0,3 мГал. Маятниковый метод в настоящее время, в основном, применяется для относительных измерений ускорения силы тяжести.
- баллистический основан на уравнении свободно падающего тела ( ),
где S – путь, пройденный свободно падающим телом, Sо – начальный путь, начальная скорость, t – время падения тела).
Баллистический метод – основной метод абсолютных измерений ускорения силы тяжести. Современные баллистические гравиметры являются стационарными и транспортабельными и представляют собой вакуумную установку, где свободно падает некоторое тело и с высокой точностью фиксируется путь, пройденный телом и время. Точность 0,01-0,02 мГал. Приборы – ГАБЛ ИАЭ, стационарная баллистическая установка в Севре .
По видам измерения ускорения силы тяжести делятся на: абсолютные (определяется полное значение силы тяжести), относительные (определяется приращение силы тяжести между двумя точками).
В зависимости от метода измерения гравиметры разделяются на статические и динамические. К статическим гравиметрам относится обширный класс приборов, основанных на принципе уравновешивания силы тяжести (или момента силы тяжести) упругой силой (или упругим моментом) чувствительного элемента.
Статические гравиметры используются только для относительных определений и являются основными приборами для измерения . Основной частью статического гравиметра является упругая система. Применяются системы типа пружинных весов, в которых мерой служат дополнительное растяжение пружины и линейное перемещение груза. Чаще используются крутильные системы, в которых маятник, подвешенный на горизонтальной упругой нити или пружине, поддерживается её упругой силой в положении, близком к горизонтальному. Мерой служит дополнительный поворот маятника или дополнительное усилие, необходимое для возвращения его в исходное (нулевое) положение. Системы такого типа в принципе нелинейны. При приближении маятника к положению неустойчивости резко возрастает чувствительность. Такая система называется астазированной.
Статические гравиметры применяются также для измерения в море на кораблях. При этом гравиметр помещается на гиростабилизированную платформу. В наблюдения вводятся поправки за вертикальные и горизонтальные возмущающие ускорения (измеряются специальными акселерографами) и за наклоны. Точность измерения на море на два порядка ниже, чем на суше. При помощи статического гравиметра проводятся опытные наблюдения на самолётах. Статические гравиметры широко применяются в гравиразведке.
К динамическим гравиметрам относятся струнные гравиметры и баллистические гравиметры. Струнные гравиметры применяются для относительных измерений. определяется по изменению частоты колебаний нагруженной струны. Баллистические гравиметры используются для абсолютных измерений измерений. Принцип действия баллистического гравиметра основан на измерении времени прохождения пробного (свободно падающего) тела через несколько точек, расстояния между которыми также измеряются. Высокая точность измерения достигается использованием кварцевых и атомных стандартов частоты и лазеров.