127447. lajstromszámú szabadalom • Műszer a nehézségi gyorsulás mérésére
2 127447. fajsúlyú folyadékba merül. Ezzel kiküszöböljük a torziós szál belógását, melyet a szálon megerősített test súlyának lefelé irányuló húzása létesít. A folyadékba me-5 rülés folytán továbbá kívánatos csillapodást érünk el és a rendszer sztatikái stabilitása is növekszik. A találmány felsorolt és egyéb tárgyait; valamint « nehézségi gyorsulás mérő oél-10 iszerű kiviteli alakjának szerkezetét és működési módját alább a rajzok nyomán ismertetjük. Az 1—4. ábrák a mérőműszer működési módját érzékeltető diagrammok. 15 Az 5. ábra a találmány szerinti eljárás kivitelére alkalmas műszer célszerű kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete. A 6. ábra a műszer tokjának végnézete. A 7. ábra a műszer torziós szálán meg-20 erősített gömbalakú test metszete. A 8. ábra szerinti vázlatos nézet a találmány szerinti műszerrel foganatosított gravimetrikus mérés módját magyarázza. A találmány legkönnyebben annak az 25 elvnek rövid ismertetése nyomán érthető meg, amely szerint a találmány szerinti műszerrel a (g) gyorsulásnak, azaz a nehézségi erő állandójának változásait mérjük. 30 Ha valamely M tömeg (1. ábra) az A és B tartók között kifeszített, a W torziós szálon megerősített szilárd L emelőkar egyik végén van megerősítve és a szálat az A tartó oldalán elcsavarjuk, míg a B 35 tartó helytáll, akkor az M tömeg oly M2 helyzetbe kerül, melyben a függélyessel aM szöget zár be, míg az A pontban a torziós szál az alVl szögnél nagyobb a A szöggel fordult el. Az egyensúly feltételű 40 minden M2 helyzetben az, hogy a rugalmas W torziós szál két felében keltett, belső forgatónyomatékok Te különbsége egyenlő a nehézségi erő előidézte Tg forgatónyomatékkal, amely az M tömeget a 45 függélyes helyzetbe visszahozni törekszik. Ez a Tg=Te vagy a g M L sín a M =K (a A —2 a M ) egyenlettel fejezhető ki, feltéve, [hogy a tömeg a szál közepén van megerősítve és a két szálrész torziós állandói 50 egyenlők, még pedig K értékűek. Ha az: ík A szöget tovább növeljük, az M tömeg tovább forog és új egyensúlyi helyzetet vesz fel, feltéve, hogy ^—véges. Ha 6oA —-— végtelen, akkor az aA szög minden 9aA további növekedése azt eredményezi, hogy 55 az M tömeg átbillen, azaz ,a szálon átmenő függélyes sík második oldala felé leesik. 1 Ha a fenti egyenletet differenciáljuk, azt találjuk, hogy—— végtelen lesz, ha cos 8M = - j—-Ezeket a nehézségi erő, illetve 60 a rugalmasság előidézte forgatónyomatékokat a szagmértékben felrakott elforgás, függvényében ábrázoló 2. ábra grafikusan szemlélteti. A nehézségi erő forgatónyomatéka a Tg=g M L. sín a^ sinusgörbe,, 65 a rugalmas forgatónyomatékot la Te =K (aA —2a^) egyenes ábrázolja, melynek hajlása a K torziós állandó értékétől függ. E kél görbe metszéspontja, pl. a D pont, adja meg annak a két egyenlő forgalónyo- 70 mateknak nagyságát, amely a rendszert e pontban egyensúlyban tartja, ahol is aM az a szög, melyet az M tömeg a függélyessel bezár és a az elcsavarás szöge, melylyel a szálat az A felfüggesztési pontban 75 elforgattuk. Mivel azonban a nehézségi erő előidézte forgatónyomaték Tg=gML sin aM csupán az S|V,!=7T/2 pontig növekszik (laz M tömeg emelőkarjának tényleges értéke e pont- 80 ban a legnagyobb), míg a szál rugalmassága által előidézett forgatónyomaték folytonosan növekszik, ha a szálat az A pontban tovább csavarjuk, végül instabil vagy átbillentési pontot érünk el, amelyben a 85 két görbe egymást érinti. A rendszer e pontban instabillá vagy végtelenül érzékennyé válik a nehézségi gyorsulás értékének változásaival szemben; ekkor az említett gyorsulásnak legkisebb változása go is elegendő ahhoz, hogy a rendszert az új egyensúlyi helyzetből kihozza és a tömeget hordó emelőt a W torziós szálon átfektetett függélyes sík másik oldalára átbillentse. g5 A 2. ábra három Tg sinus-görbét szemléltet, amelyek, rendre, a nehézségi g\r orsulás g', g0 és g" értékeihez tartoznak. Az aA szög beállítása után, az a,^ szög értéke változik a nehézségi erő —g— gyorsulása" i00 nak értékével, még pedig, a 2. ábra szerint, általában oly értelemben, hogy nagyobb gyorsulásnak kisebb aM szög felel meg és viszont. A 2a. ábra laz aM szög A aM változásait 105 a nehézségi erő gyorsulása változásainak függvényében szemlélte li, a 2. ábra szerinti három, különböző aA szögnek meg-
