Relatieve zwaartekrachtmetingen
Vrije-val methode
Slinger methode
T=2rtïf
Veer methode
Meetmethoden
SUMMARY
Relative gravity measurements
During the absolute gravity measurements campaign in 1991, also
relative gravity measurements were performed. They will be used to
check the accuracy of the absolute values and to connect the first or
der gravity network to them. A general overview of measuring
relative gravity values is included, followed by a report of relative
measurements in the Netherlands.
door ir. E. J. de Min en ing. P. Plugers, werkzaam bij de
Faculteit der Geodesie van de Technische Universiteit
Delft.
Inleiding
Eerst wordt in dit artikel ingegaan op de principes en het
instrumentarium voor zwaartekrachtmetingen en vervol
gens zullen de resultaten van de uitgevoerde relatieve
metingen tijdens de absolute zwaartekrachtmetingen
1991 worden besproken.
Laat een prisma
vallen in een
luchtledige
buis en meet de
afstand s en
tijd t.
Formule: S gt
Hoe groter de
zwaartekracht
des te sneller
gaat de slinger
heen en weer.
Formule:
De uitrekking van
de veer (zil) is
evenredig met de
verandering van de
zwaartekracht (4g).
Formule: Ag= c/J
Fig. 1. Zwaartekracht meetmethoden.
Zwaartekracht is iets dat niet zichtbaar is. Wel is het
effect van zwaartekracht meetbaar. Wat gemeten kan
worden, is de versnelling als gevolg van de zwaarte
kracht, en de eenheid die daarbij hoort, is m/sec2. Om
dat de meetprecisie veel hoger is dan deze eenheid,
worden in de praktijk de eenheden milligal (10~6 m/sec2)
en microgal (10-8 m/sec2) gebruikt.
Als over zwaartekracht wordt gesproken, wordt de resul
tante van de aantrekkingskracht van de aarde en de
middelpuntzoekende versnelling als gevolg van de rotatie
van de aarde bedoeld.
Er zijn verschillende methoden voor het meten van de
zwaartekracht [2], [5]. Onderscheiden worden absolute
en relatieve methoden.
Zo kan met behulp van een lange slinger met een be
kende lengte de absolute zwaartekracht worden bepaald
door nauwkeurig de slingertijd T te meten. De lengte van
de slinger moet heel nauwkeurig bekend zijn en de
slinger moet bijna wrijvingsloos kunnen bewegen.
Deze slingermethode werd vroeger veel gebruikt, omdat
de technische mogelijkheden nog beperkt waren. Rond
1900 werden in Potsdam zeer nauwkeurige slingermetin
gen verricht, die lange tijd als referentie hebben gediend
voor het internationale zwaartekrachtsysteem.
Bij de vrije val-methode laat men een voorwerp vallen en
wordt de tijd gemeten die nodig is om een bepaalde af
stand af te leggen. Hierbij is een zeer nauwkeurige tijd
meting noodzakelijk om de zwaartekracht met een preci
sie van 10~8 deel van g te kunnen bepalen.
Eenvoudiger is het echter om relatief te meten. Door op
twee plaatsen bijvoorbeeld de slingertijd T te meten, kan
het zwaartekrachtverschil worden bepaald, zonder dat de
lengte van de slinger bekend is.
Na de Tweede Wereldoorlog werd een andere relatieve
methode ontwikkeld. Instrumenten die gebruik maken
van de veermethode, bevatten een aan veren opge
hangen massa. De mate van uitrekking van deze veren
kan worden gemeten en door het instrument op verschil
lende plaatsen op te stellen, krijgt men verschillen in uit
rekking. Via een eenvoudige omrekening is hieruit het
verschil in zwaartekracht te bepalen.
Naast deze drie meetmethoden, waarbij de waarde van
de zwaartekracht op een bepaald punt kan worden be
paald, is er nog een vierde methode. Dit is zwaartekracht
bepaling met behulp van satellieten [1], [2], Satellieten
56
NGT GEODESIA 93 - 2
