杨沉路专华缩牛顿发现了万有引力定律,但引力常量G这个数值是多少,连他本人也不知道。按说只要测出两个益物体的质量,测出两个物体间条原标纪束两聚娘百到剧的距离,再测出物体间的引力,代入万有引力定律,就可以测出这个常量。但因为一般物体的质量太小了,它们间的引力无法测出,而天体的质厚激夫法巴验均请量太大了,又无法测出质量。所以,万有引力定律向发现了100多年,万有引力常量仍没有一理统雷利算继化个准确的结果,这个公式就仍然不能是一照难住杆贵架区果许长位个完善的等式。直到10优象指加0多年后,英国人卡文迪许利用扭秤,才巧妙地测出了这个常量。
这是一个卡文迪许扭秤的模型扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石江笔拿练石造从见载镇种英丝就会扭转一个角度。力越大,扭转的角度也越大。反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的纪天布发训改表价征利属两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一亮占清离充领紧个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转儿们试容乐虽书附的角度,就可以测出引力的顾女伟示前甚大小。当然由于引力很小,府美征这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大氧介南球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出引力常量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。
卡文迪许测定的G值为6.754×10^-1渐站终吗派1,现在公认的G值为6.67×10^-11。需要注意的是,这个引力常量是有单位的:它的单位应该是乘以两个质量的单位千克,再除以距离的单位m的平方后,得到力的单位牛顿,故应为N·m²/kg²。
G=6.67*10见乡室居^-11N·m²/kg²
由于引力常量的数值非常小,所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的,我们可以估算一下频称制待酸,两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力大约6在样块菜目倍.67×10^-7N,这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到,如地球对我们的引力大致就是我们引客伯士济龙的重力,月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大,又是非常惊人的:十裂没如太阳对地球的引究弱无强施江胞现市力达3.56×10^22N。