Gravitační konstanta

• Symbol konstanty: G (dříve také ϰ)
• Aktuální CODATA 2018 hodnota získaná z experimentů a její standardní nejistota měření:[1]

G = (6,674 30 ± 0,000 15)×10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²

Poprvé gravitační konstantu změřil Nevil Maskelyne roku 1774 pomocí závaží přitahovaného horou známé hmotnosti. Šlo ovšem o několikaměsíční namáhavé měření. První praktické měření gravitační konstanty provedl Henry Cavendish v roce 1798. Jeho aparatura se skládala ze dvou olověných kuliček o hmotnosti 730 g, umístěných na vodorovném rameni, zavěšeném na tenkém vlákně. Na rameni, které s vláknem fungovalo jako torzní váhy, bylo umístěno zrcátko. Paprsek světla, odražený od zrcátka, indikoval výchylku, která byla měřena pomocí dalekohledu. Ke kuličkám byla střídavě z jedné a druhé strany přibližována dvojice větších olověných koulí o hmotnostech 158 kg, umístěná na nezávislém otočném rameni.

V roce 1896 použili Richarz a Krigar-Menzel dvojici kilogramových závaží, zavěšených na různě dlouhých vláknech na rovnoramenných vahách. K tělesům byl umístěn velký olověný blok tak, aby jedno těleso bylo nad a druhé pod ním.

Jednodušší metodu měření navrhl fyzik P. Jolly. Na velmi citlivých rovnoramenných vahách vyvážil kouli o hmotnosti m. Pod ni pak umístil masivní kouli o hmotnosti M, jejíž střed byl ve vzdálenosti r od menší koule. Působením gravitační síly mezi oběma koulemi se ručička vah vychýlí. Rovnováha je pak obnovena přidáním závaží o hmotnosti Z na misku vah. Mezi oběma koulemi působí gravitační síla ${\displaystyle F_{\rm {g}}=G{mM \over r^{2}}\,}$. r je vzdálenost mezi strědy koulí. Mezi Zemí a závažím Z pak tíhová síla ${\displaystyle F_{\rm {G}}=Zg}$, kde ${\displaystyle g}$ je tíhové zrychlení. Mají-li být váhy v rovnováze, musí platit rovnost ${\displaystyle F_{\rm {g}}=F_{\rm {G}}}$, tedy ${\displaystyle G{mM \over r^{2}}=Zg}$, a odtud ${\displaystyle G={Zgr^{2} \over mM}}$. Jolly použil koule o hmotnostech M=6 tun, m=10 kg, jejich vzdálenost r=60 cm a závaží Z=1,1 mg. po dosazení mu tedy vyšla relativně přesná hodnota G=6,472×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻².[2]

Počátkem 20. století byla gravitační konstanta změřena jako (6,67 ± 0,01) · 10⁻¹¹.[3]

• Gravitace
• Newtonův gravitační zákon
• Fyzikální konstanty
• Einsteinova gravitační konstanta