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Entendiendo el experimento de Eötvös

El objetivo del experimento de Eötvös fue para "demostrar" que para cada (masiva) de la partícula, el cociente $\frac{m_g}{m_i}$ es constante, donde $m_g$ es la gravitacional de la masa y $m_i$ es la masa inercial.

El experimento:

Considere dos objetos con coordenadas $x(t)$, $y(t)$ y con las masas $M_i$, $M_g$, $m_i$, $m_g$ (en la tierra donde el campo gravitatorio $\mathbf g$ puede considerarse constante en el tiempo), conectados por una barra de longitud $r$, y suspendido en una orientación horizontal por un alambre fino. El la segunda ley de Newton dice que $$\ddot {\mathbf{x}}(t)=-\frac{M_g}{M_i}\mathbf g$$ $$\ddot {\mathbf{y}}(t)=-\frac{m_g}{m_i}\mathbf g$$ así que si nos experimento que la cantidad de $\eta:=\frac{2|\ddot {\mathbf x}(t)-\ddot{\mathbf y}(t)|} {|\ddot {\mathbf x}(t)+\ddot{\mathbf y}(t)|}$ es muy pequeña, entonces cuando puede concluir que $\frac{M_g}{M_i}=\frac{m_g}{m_i}$, por lo que se hacen. Ahora los libros de texto dicen que si $\ddot {\mathbf{x}}(t)\neq\ddot {\mathbf{y}}(t)$, entonces vamos a tener un par

$$N=\eta\, r(\mathbf g\times \mathbf{e_2})\cdot \mathbf{e_1}$$

y misuring de este par nos puede dar una estimación de $\eta$.

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Mi problema:

Incluso si las dos aceleraciones son diferentes, no entiendo donde está la par, el punto de ${\mathbf{x}}(t)$ se moverá hacia abajo y ${\mathbf{y}}(t)$ va a subir en mi opinión. El momento angular a lo largo de la $\mathbf{e_3}$, por lo que la rotación es en el plano de la $\left<\mathbf{e_1},\mathbf{e_2}\right>$.

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Dan Herbert Puntos 38336

El par de torsión sobre$\bf{e}_3$ es cero cuando los pesos de las masas están equilibrados en la barra. Por ejemplo, la distancia desde$M$ al soporte debe ser igual a$c = \frac{m_g}{M_g+m_g} r$

Hay un par alrededor de$\bf{e}_2$ si las fuerzas centrífugas no son propicias a los pesos.

$$ \tau_2 = M_i c \ddot{x}_3 - m_i (r-c) \ddot{y}_3 $$ where $ \ ddot {x} _3$, $ \ ddot {y} _3$ are the observed accelerations in the $ \ bf {e} _3 $ direction. Combinando el par, la ecuación de equilibrio anterior da

PS

que obviamente es cero cuando$$ \tau_2 = r \left( \frac{M_i m_g}{M_g +m_g} \ddot{x}_3 - \frac{M_g m_i}{M_g+m_g} \ddot{y}_3 \right) $ y$\boxed{\frac{M_i}{M_g} = \frac{m_i}{m_g}} $,$\ddot{x}_3 = \frac{M_g}{M_i} g$.

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