1 / 17

Gravimetria a gravimetre

Gravimetria a gravimetre. (Róbert Kysel, FMFI UK). Gravimetria. meranie tiažového zrýchlenia g , 2. Newtonov zákon („stredoškolský tvar“ F = m. g ), bežne používame približnú hodnotu: g n = 9,80665 m.s -2 , (tzv. normálové gravitačné zrýchlenie) jednotky: SI m. s -2

lucita
Download Presentation

Gravimetria a gravimetre

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gravimetria a gravimetre (Róbert Kysel, FMFI UK)

  2. Gravimetria • meranie tiažového zrýchlenia g, • 2. Newtonov zákon („stredoškolský tvar“ F = m.g), • bežne používame približnú hodnotu: gn = 9,80665 m.s-2 , (tzv. normálové gravitačné zrýchlenie) • jednotky: SI m. s-2 iné gal (od: Galileo) 1 gal = 1 cm.s-2 = 0,01 m.s-2 , v praxi meriame v miligaloch (mGal)

  3. Približné vzťahy pre g • závislosť od zemepisnej šírky φ Helmertov vzorec (1967 „medzinárodná gravitačná formula“) g (φ) = 9,780327 (1 + 0,0053024 sin2φ – 0,0000058 0,0053024 sin2 2φ ) • závislosť od nadmorskej výšky h g (h) = 9,780318 (1 + 0,053024 sin2φ - 0,0000058 0,0053024 sin2 2φ ) – - 3,086.10-6 h

  4. Motivácia ku gravimetrickým meraniam • Zem nie je sféricky symetrická (rotačný elipsoid je len model), • Zem nie je homogénna, • existencia tiažových anomálií (napr. Bouguerova, „free-air“ a iné). • Pôvodný účel: merania pre geodetické účely, • Iné: výpočet dráh umelých družíc, určovanie skutočného tvaru Zeme a pod. • aplikovaný výskum: geologický prieskum. (využíva sa rozdielnosť hustôt hornín v podloží)

  5. Rozdelenie prístrojov • Podľa použitej metódy: absolútna metóda relatívna metóda (existuje sieť gravimetrických bodov s určeným g) • Podľa princípu merania: statický spôsob dynamický spôsob absolútne merania → dynamický spôsob relatívne merania → statické gravimetre

  6. Kyvadlová metóda (matematické kyvadlo) • patrí medzi absolútne metódy, • matematické kyvadlo je len idealizovaný model, • Meriame dobu kmitu: (platí len pre malé uhly, do 1˚ chyba okolo 0,002%) • pre väčšie odchýlky než 5º potrebné korekcie (linearita prestáva platiť)

  7. Kyvadlová metóda (reverzné kyvadlo) Fyzikálne kyvadlo L– redukovaná dĺžka, I moment zotrvačnosti • g = (π2 L r) / T2 • problém určiť L, preto využívam reverzné kyvadlo • Nežiadúce vplyvy: odpor vzduchu, zmeny teploty, pružnosť kyvadla a pod. • kyvadlová metóda sa používala do 60. rokov 20. storočia.

  8. Balistická metóda • založená na sledovaní voľného pádu alebo vrhu telies, • prejdená dráha pri voľnom páde: s = v0t + ½ gt2, • v praxi sa meria „viacúrovňovo“ (na viacerých úsekoch dráhy), • Potrebné korekcie vzhľadom na: slapy, makroseizmické otrasy, odpor zvyškového vákua a pod., • využitie laserovej interferometrie (presnosť do 0,03 μm.s-2), • kryogénne gravimetre (supravodivá cievka s telieskom: sleduje sa jeho rovnovážna poloha; presnosť do 10-4 m.s-2),

  9. Supravodivý gravimeter CD 029

  10. Relatívna metóda • merania vzťahujeme na určitý základný bod (kde sme namerali g absolútnou metódou), • Používajú sa rôzne prístupy: 1) kyvadlová metóda (problém s korekciou na vplyvy) 2) strunové gravimetre (využíva sa závislosť frekvencie kmitania struny od zmeny tiažového zrýchlenia) 3) statické gravimetre

  11. Statické gravimetre • „statika“ → gravimeter sa pri meraní nepohybuje, • účinok tiažovej sily na hmotnosť meracieho systému porovnávam s porovnávacou elastickou silou, • podľa druhu porovnávacej sily delíme gravimetre na: plynné (tiažová sila kompenzovaná pružnosťou plynu v určitom objeme alebo atmosférickým tlakom; napr. v 30. rokoch 20. stor. Haalckov gravimeter s presnosťou ± 10 μm.s-2 ), kvapalné (rovnováha dosahovaná kapilárnymi silami), mechanické (dnes používané gravimetre).

  12. Statické gravimetre (pokr.) • meranie založené na rôznych typoch pružných deformácií (používajú sa kovové pružiny alebo kremenné vlákna), • sú to vlastne presné pružinové váhy, • zmena tiažového zrýchlenia → potreba kompenzácie napätia pružiny (čo registrujem, sú deformácie systému), • 1. moderný gravimeter (1932): La Coste- Rombergov gravimeter (na obr.) (presnosť 1 ng = 1µgal)

  13. Lunárna gravimetria(Apollo 17 – strunový gravimeter)

  14. Rušivé vplyvy • Rušivé vplyvy na gravimetre možno rozdeliť na: časovo závislé: elastické zmeny v meracom systéme pružín mechanické rušenie (transport) teplota tlak slapové javy časovo nezávislé: magnetické pole Zeme nelinearita stupnice prístroja mikroseizmický nepokoj náklon gravimetra mŕtvy chod (meraného systému)

  15. Špeciálne použitie gravimetrie • vrtná • morská • letecká (špecifické použitie = špecifické požiadavky na gravimetre) • príkladom využitia leteckej gravimetrie je meranie Bouguerovej gravitačnej anomálie)

  16. Bouguerova anomálna mapa štátu New Jersey

More Related