Zwaartekracht bewijzen

[Max Colpa]

Beste forum,
 
Ik ben net nieuw hier en ik zou graag een vraag willen stellen.
Voor school moeten we een eigen onderzoek opstellen. Als onderwerp hebben wij zwaartekracht gekozen. Onze vraag is nu of iemand hier een goed experiment weet waarmee we de zwaartekrachtconstante kunnen bewijzen. Het moet op school te doen zijn en niet te ingewikkeld zijn.
 
 
Alvast bedankt voor de hulp.
 
max

[tempelier]

Als de school een lift heet kan het gemakkelijk.
 
Neem een weegschaal mee en ga er op staan.
Start de lift dan wordt je even iets lichter of zwaarder, daar kun je dan weer een aardig verhaal aan vast knopen.
 
Ook kan het met het valtoestel van Atwood daarmee kun je hem zelfs uitrekenen.
(Begin je er voor het eerst mee verwaarloos dan het wieltje bovenin.)
 
Hoe het werkt is makkelijk op het net te vinden.

[Emveedee]

Even voor de duidelijkheid, wil je de valversnelling (g in F = m g) of de gravitatieconstantie (G in F = G m_1  m_2 / r^2) bepalen?
 
Die tweede is een stuk uitdagender.

[Benm]

@tempelier:
 
Maar dat bewijst toch juist niet de zwaartekracht? Als je die lift in ruimte neerzet meet je precies hetzelfde verschil in gewicht als gevolg van de versnelling. Dit toont prima F = m . a aan, maar zegt niets over zwaartekracht. 
 
Een klassiek experiment is om een paar flinke massa's op een torsiebalans te zetten, en vervolgens te kijken hoe deze worden aangetrokken tot nabij geplaatste massa's. Of je op school een torsiebalans kunt maken die nauwkeurig genoeg is durf ik niet te zeggen. 

[Michel Uphoff]

de zwaartekrachtconstante

 
Die constante is met G = 6,67 * 10^-11 N m² / kg²erg klein, en het zal dus heel moeilijk, vrijwel onmogelijk zelfs, worden daar met eenvoudige middelen een betrouwbare meting aan te toen. De aantrekkingskracht tussen 2 kogels met een massa van 1 kg op een meter afstand van elkaar is dus 0,0000000000667 N, en dat is niet te meten in een klas vol leerlingen, trillingen en bewegende lucht.
 
Neem twee loden ballen van 1 kg, de diameter van die ballen is ongeveer 5,6 cm, en dus kunnen de ballen niet dichter bij elkaar komen. Op pakweg 6 cm hart op hart afstand van die ballen is de onderlinge kracht dus slechts 0,00000001853 N. Dat kan je zelf uitrekenen met de formule: F=(G.M₁.M₂)/d²
 
Henry Cavendish was de eerste die mbv een torsiebalans G bepaalde, hier een beschrijving van dat experiment.
 
Je bedoelt echt de constante G en niet de valversnelling g (9,81 m/s²) ?

[jkien]

Een alternatief is om te onderzoeken hoeveel de valversnelling g verschilt in twee steden zoals Amsterdam en Maastricht. In Binas 30B zie je het verschil. Als je zorgvuldig bent mag je misschien een gevoelige weegschaal van school gebruiken, en dan ga je op expeditie. Zie 1

[tempelier]

@tempelier:
 
Maar dat bewijst toch juist niet de zwaartekracht? Als je die lift in ruimte neerzet meet je precies hetzelfde verschil in gewicht als gevolg van de versnelling. Dit toont prima F = m . a aan, maar zegt niets over zwaartekracht. 
 
Een klassiek experiment is om een paar flinke massa's op een torsiebalans te zetten, en vervolgens te kijken hoe deze worden aangetrokken tot nabij geplaatste massa's. Of je op school een torsiebalans kunt maken die nauwkeurig genoeg is durf ik niet te zeggen. 

Als de lift begint te dalen neemt het gewicht op de schaal af.
Merk op dat het slechts over dat stukje gaat.
 
Je raakt als het ware een beetje in de vrije val ten gevolge van de zwaartekracht.
Bij het stukje (vertraagde) val neemt F inderdaad af.
Maar het zal niet eenvoudig te verklaren zijn zonder zwaartekracht.

[Benm]

Als je dit zonder zwaartekracht doet moet je ook een weegschaal tegen het plafond van de lift plaatsen, want daar kom je terecht als de lift vertraagd. Als het goed is meet je dezelfde gewichten bij versnellen en vertragen voor zover de lift dat met gelijke snelheid doet. 

[gast031]

De zwaartekrachtconstante lijkt me niet te bewijzen want die is ook nog eens niet zo constant. Denk eerder dat men wil bewijzen dat elk voorwerp dezelfde versnelling heeft bij het vallen, dat een veer en een stuk lood in een vacuüm tegelijk de bodem raken. Doch een vacuümstolp met een mechanisme dat tegelijk een veer en lood laat vallen is ook niet zo eenvoudig te maken, tenzij je aan een kunt komen die al kant en klaar voor gebruik is. 

[tempelier]

Als je dit zonder zwaartekracht doet moet je ook een weegschaal tegen het plafond van de lift plaatsen, want daar kom je terecht als de lift vertraagd. Als het goed is meet je dezelfde gewichten bij versnellen en vertragen voor zover de lift dat met gelijke snelheid doet. 

Klopt.
 
En juist omdat dat niet hoeft maakt de aan wezigheid van zwaartekracht zeer waarschijnlijk.

[jkien]

Tot mijn verrassing kun je het Cavendish experiment thuis aardig reproduceren met simpel materiaal (nylon draad, keukentrap, etc), als je niet de ambitie hebt om G kwantitatief te bepalen. Met een timelapse video wordt het een overtuigende demonstratie.
 
https://www.youtube.com/watch?v=PhPy5FUvu50
http://www.fourmilab.ch/gravitation/foobar/
https://www.youtube.com/watch?v=11sLusnVZwM#t=2m57s

[Emveedee]

De zwaartekrachtconstante lijkt me niet te bewijzen want die is ook nog eens niet zo constant.

 

Pardon? Hoe kom je daarbij?
 
 
 
@jkien: erg gaaf, ik had nooit gedacht dat dat zo goed zou werken.

[tempelier]

 

Pardon? Hoe kom je daarbij?
 
 
 
@jkien: erg gaaf, ik had nooit gedacht dat dat zo goed zou werken.

Ik denk dat hij de verschillen op onze aardbol bedoelt en niet de gravitatie constante.

[gast031]

Het is een natuurkundige constante waarvan de waarde wel kan verschillen en dat bedoel ik met niet zo constant zijn, dus geen exacte waarde, dus nee ik bedoel niet de valversnelling. 

[Emveedee]

Ik denk dat je je vergist. Heb je misschien een bron die daarover schrijft, want ik heb er nog nooit van gehoord.