نحوه محاسبه گرانش محلی در 3 دقیقه
مقدمه
در اندازه گیری ، محاسبه گرانش محلی شما در صورت انجام اندازه گیری های مقایسه ای که شامل نیروهایی است که تحت تأثیر گرانش قرار دارند، مهم است.
در سومین کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس ها در سال 1901 گرانش استاندارد زمین 9.80665 متر در ثانیه مربع یا 32.174 فوت در ثانیه مربع تعیین شد.
با این حال، گرانش استاندارد فقط در سطح دریا و جغرافیایی ژئودزیکی 45 درجه اعمال می شود. به احتمال زیاد ، این حالت در مورد آزمایشگاه شما صدق نمی کند. بنابراین ، ممکن است بخواهید محاسبه گرانش محلی خود را در نظر بگیرید.
اندازه گیری هایی که ممکن است تحت تأثیر گرانش محلی قرار بگیرند:
نیرو
وزن
گشتاور
فشار
گرانش استاندارد چیست
به گفته ویکی پدیا ، گرانش استاندارد شتاب گرانش اسمی یک جسم در خلاء در نزدیکی سطح زمین است.
طبق گفته NIST ، شتاب استاندارد گرانش دقیقاً 9.80665 متر بر ثانیه است که تقریباً 32.17405 فوت/s2 است.
چرا گرانش محلی را محاسبه کنید
بسته به کارکردهای اندازه گیری و فرآیندی که انجام می دهید ، ممکن است لازم باشد گرانش محلی خود را بشناسید. این کار ممکن است به طور قابل توجهی بر نتایج شما تأثیر بگذارد.
به عنوان مثال، دو گیج فشار را در نظر بگیرید که آنها را در مکان های مختلف که تفاوت معنی داری در گرانش محلی وجود دارد ، کالیبره کرده اید. نتایج متفاوت خواهد بود مگر اینکه هر دو به گرانش استاندارد اصلاح شوند.
بنابراین ، اگر جاذبه محلی را در نظر نگیرید ، ممکن است با نتایج نادرست روبرو شوید که ممکن است باعث شود شما بیانیه انطباق اشتباه را گزارش دهید.
اگر کالیبراسیون های زیر را انجام می دهید ، باید گرانش محلی خود را بدانید:
گیج فشار را با یک دد ویت تستر کالیبره می کنید،
دستگاه های گشتاور را با چرخ ، بازو ، وزن کالیبره می کنید،
اقلام نیرو را با دد ویت تستر کالیبره می کنید.
نحوه محاسبه گرانش محلی
برای یافتن گرانش محلی خود ، مراحل ذکر شده در زیر را دنبال کنید:
عرض و طول جغرافیایی خود را پیدا کنید ،
ارتفاع خود از سطح دریا را پیدا کنید ،
گرانش محلی خود را محاسبه کنید
در این بخش ، ما قصد داریم به هر یک از این مراحل عمیق تر ورود کنیم ، بنابراین می توانید گرانش محلی خود را محاسبه کنید.
-
عرض و طول جغرافیایی خود را پیدا کنید
از آنجا که گرانش محلی تحت تأثیر عرض جغرافیایی قرار دارد ، باید مختصات جغرافیایی مکان خود را بدانید. با استفاده از فناوری GPS و اینترنت امروزه، این کار بسیار آسان شده است.
توصیه می کنم از گزینه های زیر استفاده کنید:
Google Maps
Geo Planer
تمام کاری که شما باید انجام دهید اینست که به Google Maps بروید ، آدرس فیزیکی خود را تایپ کنید و مختصات عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی خود را از نوار آدرس مرورگر خود شناسایی کنید.
فقط مراحل زیر را دنبال کنید تا عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی خود را در نقشه های Google پیدا کنید:
به Google Maps بروید ،
آدرس خود را تایپ کنید ،
مختصات خود را در نوار آدرس مرورگر پیدا کنید
یا ، شما فقط می توانید به Google Maps بروید و اجازه دهید جغرافیایی را به شما بگوید.
نگاهی به نوار مرورگر در تصویر زیر بیندازید. من به Google Maps رفتم ، حدود 3 ثانیه صبر کردم و عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی و ارتفاع من به طور خودکار با آدرس وب جمع می شود.
اگر کمی مشکل دارید ، این راهنما را از Google بخوانید.
Geo Planer
از وب سایت Geoplaner استفاده کنید. این یک ابزار عالی برای به دست آوردن تمام اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه گرانش محلی است.
فقط مراحل زیر را دنبال کنید تا عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی خود را در Geo Planer پیدا کنید:
به Geo Planer بروید ،
آدرس خود را تایپ کرده و روی دکمه “OK” کلیک کنید ،
مختصات خود را با فرمت “dd.ddddd” پیدا کرده و ثبت کنید.
برای یافتن مختصات ژئودزیکی خود ، روی پیوند زیر کلیک کرده و آدرس فیزیکی خود را وارد کنید.
پس از وارد کردن آدرس فیزیکی خود ، این ابزار عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی شما را در چندین قالب به شما می دهد. توصیه می کنم مختصات را در قالب “DD.DDDDD” ضبط کنید
-
ارتفاع خود را از سطح دریا پیدا کنید
متغیر بعدی که باید پیدا کنید ارتفاع شما از سطح دریا است. برای بسیاری ، این کار می تواند کمی مشکل باشد. اما ، من به شما نشان خواهم داد که چگونه ارتفاع را به راحتی پیدا کنید.
در گذشته ، برای دیدن نقشه های توپوگرافی مجبور بودید به کتابخانه محلی یا دفاتر دولت محلی بروید. امروزه ، فناوری و اینترنت این کار را بسیار ساده تر کرده اند.
وب سایت Geoplaner ارتفاع شما را از سطح دریا می دهد به همین دلیل دوست دارم از آن استفاده کنم..
فقط ارتفاع خود را در متر ثبت کنید. برای نشان دادن مرجع از تصویر زیر استفاده شده است.
-
گرانش محلی خود را محاسبه کنید
اکنون که عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی و ارتفاع خود را از سطح دریا مشخص کرده اید ، زمان آن رسیده است که گرانش محلی را محاسبه کنید. می توانید از معادلات استفاده کنید. یا می توانید از ماشین حساب های اینترنتی و گرانش برای ساده کردن کار استفاده کنید. برای کارآیی بیشتر، اجازه دهید از یک ماشین حساب آنلاین استفاده کنیم.
برای محاسبه گرانش محلی بصورت آنلاین ، توصیه می کنم از ماشین حساب پیش بینی گرانش سطح NOAA استفاده کنید.
در تصاویر زیر، من قصد دارم از وب سایت پیش بینی گرانش سطح NOAA برای محاسبه گرانش محلی استفاده کنم.
برای محاسبه گرانش محلی خود ، مراحل ذکر شده در زیر را دنبال کنید:
به وب سایت پیش بینی گرانش سطح NOAA مراجعه کنید ،
عرض جغرافیایی خود را وارد کنید ،
طول جغرافیایی خود را وارد کنید ،
ارتفاع خود را وارد کنید،
روی دکمه “بیایید برویم” کلیک کنید ، و
جاذبه محلی خود را ثبت کنید.
پس از کلیک بر روی “بیایید برویم” ، شما به یک صفحه وب هدایت می شوید که شبیه به تصویر زیر است. این صفحه جاذبه محلی شما را به شما می دهد. صفحه را چاپ کنید و آن را برای سوابق خود نگه دارید.
گرانش محلی را با استفاده از معادله محاسبه کنید
اگر ترجیح می دهید گرانش محلی را با یک معادله محاسبه کنید ، توصیه می کنم از معادله ای که قبلاً در وب سایت ملی آزمایشگاه فیزیکی منتشر شده ، استفاده کنید.
http://www.npl.co.uk/reference/faqs/how-can-i-determine-my-local-values-of-gravitational-acceleration-and-altitude-(faq-pressure)
این صفحه وب دیگر وجود ندارد (یا منتقل شده است). با این حال ، می توانید از تصویر زیر برای دریافت معادله استفاده کنید
با استفاده از مایکروسافت اکسل ، من یک ماشین حساب برای محاسبه گرانش محلی با استفاده از معادله فوق از جمله برآورد عدم قطعیت مرتبط با مقدار گرانش ایجاد کردم.
ماشین حساب های گرانش محلی
برای محاسبه گرانش محلی (بدون استفاده از معادلات طولانی) ، می توانید از ماشین حساب استفاده کنید. چندین ماشین حساب رایگان بصورت آنلاین در دسترس است. در اینجا لیستی از بهترین ماشین حساب های گرانش محلی بصورت آنلاین وجود دارد:
ماشین حساب سیستم اطلاعات گرانش PTB – [حذف شده]
پیش بینی BGI از ماشین حساب مقدار گرانش
ماشین حساب گرانش محلی Flowsolv
ماشین حساب گرانش زمین والتر بیسلین
مقایسه ماشین حساب های گرانش محلی
در حالی که چندین ماشین حساب جاذبه محلی به صورت آنلاین در دسترس است ، همه آنها نتیجه یکسان نمی دهند.
در اینجا نمودار مقایسه نتایج هر ماشین حساب گرانش برای همان مکان (یعنی عرض جغرافیایی ، طول و ارتفاع) وجود دارد.
همانطور که می دانید، برخی از ماشین حساب ها نتایج متفاوتی می دهند. در اینجا مروری بر نتایج آورده شده است:
نتایج BGI و PTB تقریباً یکسان هستند.
نتایج NOAA و PTB نسبتاً مشابه هستند اما با معادله NPL یکسان نیستند.
NPL ، Sensorone ، Walter Bislin و Isobudgets Excel ماشین حساب همان نتایج را به دست می آورند و به احتمال زیاد از همان معادله استفاده می کنند.
گرانش را از Milligals به M/S2 تبدیل کنید
برخی از ماشین حساب های جاذبه محلی به صورت آنلاین نتایج را در Milligals به شما می دهند. با این حال ، من ترجیح می دهم نتایج را به متر در ثانیه مربع داشته باشم. بنابراین ، من نتیجه Milligals را بر 100000 تقسیم می کنم تا گرانش را به متر در ثانیه مربع تبدیل کنم.
برای تبدیل از Milligals به متر در مجذور ثانیه دستورالعمل های زیر را دنبال کنید:
جاذبه خود را در Milligals پیدا کنید ،
نتیجه را به 100000 تقسیم کنید ، و
نتیجه خود را به M/S2 ثبت کنید.
تصحیح برای گرانش محلی
هنگامی که شما نیاز به اصلاح نتایج اندازه گیری خود برای گرانش محلی دارید ، از معادله ذکر شده در زیر استفاده کنید. به طور معمول ، این کار برای فشار ، گشتاور و نیرو (به عنوان مثال وزن) کاملاً متداول است.
گرانش استاندارد به گرانش محلی
اگر نیاز به تصحیح نتایج خود برای گرانش محلی دارید ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که فاکتور تصحیح گرانش را با استفاده از معادله زیر محاسبه کنید.
که در آن،
GCF = ضریب تصحیح گرانش
GL = گرانش محلی
GS = گرانش استاندارد (9.80665 متر بر S2)
برای تبدیل نتایج از گرانش استاندارد به گرانش محلی ، مراحل زیر را دنبال کنید:
گرانش محلی خود را محاسبه کنید ،
گرانش محلی خود را بر اساس گرانش استاندارد تقسیم کنید ،
نتیجه اندازه گیری خود را به ضریب تصحیح گرانش ضرب کنید.
گرانش محلی به گرانش استاندارد
اگر نیاز دارید نتایج خود را به گرانش استاندارد اصلاح کنید ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که معادله قبلی را معکوس کنید.
که در آن،
GCF = ضریب تصحیح گرانش
GL = گرانش محلی
GS = گرانش استاندارد (9.80665 متر بر S2)
برای تبدیل نتایج از گرانش محلی به گرانش استاندارد ، مراحل زیر را دنبال کنید:
گرانش محلی خود را محاسبه کنید ،
گرانش استاندارد را به جاذبه محلی خود تقسیم کنید ،
نتیجه اندازه گیری خود را به ضریب تصحیح گرانش ضرب کنید.
نتیجه
دانستن گرانش محلی شما مهم است. این کار می تواند بر نتایج اندازه گیری شما تأثیر بگذارد ، به خصوص اگر مستقیم یا غیرمستقیم با نیرو مرتبط باشند.
در گذشته ، پیدا کردن گرانش محلی می توانست چالش برانگیز و گران باشد. امروزه ، اینترنت این کار را سریع و بدون دردسر انجام می دهد.
در این راهنما ، شما باید یاد گرفته باشید که چگونه در کمتر از 5 دقیقه گرانش محلی خود را به راحتی محاسبه کنید.
