Wat is zwaartekracht?
De zwaartekracht wordt veroorzaakt door twee
effecten:
1. de aantrekkingskracht van de massadeeltjes
van de aarde volgens de wet van Newton:
2. de middelpuntvliedende kracht t.g.v. de
draaiing van de aarde.
Deze middelpuntvliedende kracht werkt tegen
gesteld aan de aantrekkingskracht. Bij de equa
tor is deze kracht het grootste, ongeveer 3%
van de aantrekkingskracht. Hierdoor wordt de
afplatting van de aarde veroorzaakt. Dit heeft
tot gevolg dat de zwaartekracht aan de equator
kleiner is dan aan de pool:
g (equator) 9,780.3185 m/s2
g (pool) 9,832.1773 m/s2
Ook op kleine afstanden kan men dit noord
zuid effect goed merken. In Nederland veran
dert de zwaartekracht gemiddeld met 0,000.008
m/s2 per km noord-zuid. Daar de eenheid m/s2
nogal groot is wordt meestal met een kleinere
eenheid gerekend. Deze eenheid ,,gal" is naar
Gallilei genoemd:
1 gal 0,01 m/s2
Maar meestal gebruikt men: 1 milligal 0,001
gal 10-5 m/s2.
De meetnauwkeurigheid waarmee tegenwoordig
de g gemeten kan worden is in de orde van 0,01
milligal. Dit is dus 1 10» deel van de zwaarte
kracht. Heel kleine veranderingen van de
zwaartekracht kunnen daardoor vastgesteld
worden. De zwaartekracht wordt kleiner wan
neer we hoger boven de aarde komen. Een ver
schil van 0,01 milligal komt overeen met een
hoogteverschil van slechts 3 cm. De zwaarte
krachtmeter zou dus gebruikt kunnen worden
als een hoogtemeter indien niet allerlei onbe
kende massaonregelmatigheden in de onder
grond het zwaartekrachtsveld zouden verstoren.
Aan de andere kant kunnen door zwaarte
krachtsmetingen deze massaonregelmatigheden
worden opgespoord, wat geologisch interessant
is. Wanneer bijvoorbeeld in de grond olie voor
komt is de zwaartekracht daar boven kleiner
dan normaal.
De zwaartekracht is een gerichte kracht, d.w.z.
dat het naast een grootte ook een richting heeft.
In de geodesie is vooral de richting belangrijk,
omdat bij het horizonteren van instrumenten
hiervan gebruik gemaakt wordt. De richting van
de zwaartekracht is in feite niets anders dan de
geografische lengte en breedte van de plaats op
aarde. Lengte en breedte zijn namelijk de hoe
ken tussen de richting van de zwaartekracht en
het vlak van de meridiaan van Greenwich en
het equatorvlak. Astronomische plaatsbepaling
is dus eigenlijk de bepaling van de richting van
de zwaartekracht. Zo zien we dat we zowel de
grootte als de richting van de zwaartekracht uit
metingen kunnen bepalen.
Geodetische toepassingen
Hieronder zullen we het gebruik van de zwaar
tekracht bij verschillende geodetische gebieden
bekijken.
1. Bepaling van de geo'ide
Daar de zwaartekracht veroorzaakt wordt door
de aantrekkingskracht van de massadeeltjes van
de aarde, zal een massaonregelmatigheid in de
ondergrond zowel de richting als de grootte van
g beïnvloeden. Indien er een zwaardere massa
onder de oppervlakte zit zal de richting van g in
de omgeving enigszins hier naar toe wijzen, ter
wijl de grootte van g groter wordt (fig. 1).
yeo/de
zware massa
Daar de geoïde overal loodrecht op de zwaarte
kracht staat, zal deze boven een zware massa
enigszins omhoog gaan.
Hieruit zien we dat er twee methoden zijn om
de geoïde te bepalen:
a) Uit de richting van g, dus uit astronomische
lengte en breedtebepalingen. Indien we op veel
punten astronomische metingen gedaan hebben
kunnen we het vlak berekenen dat hier overal
loodrecht op staat. Dit vlak op gemiddeld zee
niveau is de geoïde. Deze methode noemt men
astronomisch nivellement. „Nivellement" omdat
het in zekere zin lijkt op waterpassing. Elke as
tronomische meting is als het ware een slag
waarmee het verloop van de geoïde bepaald
wordt. Het nadeel van deze methode is dat een
astronomische meting veel tijd kost en daardoor
kostbaar is. In Nederland zijn in de jaren 1896
tot 1898 veertien astronomische stations geme
ten. Daarna is er lange tijd weinig gebeurd op
dit gebied, totdat in 1974 de Rijkscommissie
voor Geodesie gelden beschikbaar stelde om
nieuwe astronomische stations te bepalen. In
1974 en 1975 zijn 14 nieuwe punten gemeten
en dit jaar zullen er nog eens 6 bij komen, zodat
Hb
Fig. 1
252
