LEYBOLD DIDACTIC GMBH Mode d`emploi 332 101 Instrucciones
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1. Physique Chemi Biologie Technique 6 95 Sf L appareil sert mettre en vidence l attraction universelle issue de forces de gravitation et d finir la constante de gravitation f Principe de mesure fig 1 L quilibre statique position I d un pendule de torsion avec une p riode d oscillation d env 10 min est perturb par un changement de position des masses ext rieures m qui exercent une force sur le corps du pendule en forme d halt re le pendule effectue des oscillations amorties et prend une nouvelle position d quilibre position 11 L angle entre les deux positions d quilibre caract rise la force de gravitation effective L oscillation du pendule sur lequel est plac un miroir concave est indiqu e par une marque lumineuse au choix avec de la lumi re visible directement sur une chelle gradu e en mm ou avec de la lumi re infrarouge en utilisant le d tecteur de position infrarouge 332 11 qui permet un relev par enregistreur ou une saisie des valeurs mesur es assist e par ordinateur C est partir de la variation temporelle de l oscillation de la masse m1 et de la g om trie du montage que l on d termine la constante de gravitation f soit selon la m thode de la pleine d viation soit en cas de processus de mesure abr g selon la m thode de l acc l ration Dans le cas de la m thode de la pleine d2. Distancia d del centro de la bola al eje de giro 50 mm Di metro masa m de una bola grande de plomo 8 64 mm 1 5kg 5g Distancia b entre el centro de la bola grande en contacto con la carcasa y la bola peque a en posici n cero 47 mm 3 Operaci n Importante S lo se pueden obtener resultados experimentales satis factorios si el p ndulo de torsi n se encuentra correcta mente ajustado y si las oscilaciones de torsi n producidas por la atracci n entre las masas no es afectada por movi mientos indeseados del p ndulo El p ndulo responde con mucha sensibilidad a vibraciones que se transmitan al ar reglo experimental Por tanto es indispensable un montaje estable sobre una pared fija o sobre una mesa pesada Las fluctuaciones de temperatura producen convecciones en la carcasa de la balanza de gravitaci n las que a su vez pro vocan movimientos indeseados ver Fig 6 del p ndulo de tor si n Por tal motivo se recomienda elegir el lugar de experi mentaci n en un ambiente en donde la balanza no est expuesta a la irradiaci n solar y en donde no hayan movimientos de aire 3 1 Equipo adicional necesario 3 1 1 Indicaci n de la oscilaci n mediante una marca de luz visible sobre una escala en mm 1 carcasa de l mpara 450 60 1 l mpara 6 V 30 W 450 51 1 condensador esf rico con diafragma de hendidura de 1 mm 460 20 1 fuente de tensi n alterna 6 V 30 W por ej 562 73 1 cinta m trica enrollada 31177
3. 450 51 1 Condenseur asph rique avec diaphragme fente de 1 mm 460 20 1 Source de tension alternative 6 V 30 W par ex 562 73 1 M tre ruban 31177 1 Chronom tre par ex 313 05 1 Aimant flottant 510 44 Montage mural voir fig 3 1 Pied en V 300 01 1 Paire de vis calantes 301 06 1 Noix Leybold 301 01 1 Noix double pinces tournantes 301 03 1 Tige 47 cm 300 42 l ments auxiliaires et accessoires pour le montage Perceuse m che pierre chevilles 6 mm Montage sur table 1 Banc d optique profil normalis 1 m 2 Cavaliers pour banc d optique par ex 460 32 460 351 Espejo c ncavo para la indicaci n luminosa del movimiento del p ndulo Distancia focal faprox 30 cm Tornillos para fijar el cuerpo del p ndulo 5 mediante un par de muelles 7 1 Par de bolas de plomo grandes Pieza de repuesto para 1 bola No 683 22 9 Soporte para bola pivotante sobre la barra de soporte 4D para acomodar las bolas grandes 8 correctamente en el arreglo experimental Anillo de asiento con tornillo de fijaci n 10 1 para soporte de bolas OD Varilla de soporte 9 cm x 1 2 cm para montar el equipo sobre material de fijaci n En el volumen de suministro se incluye Cinta m trica adhesiva de 1 m con divisiones en cm y mm Datos relevantes para los ensayos ver Fig 1 Profundidad de la carcasa 30 mm P ndulo de torsi n Per odo aprox 10 min Di metro masa m2 de una bola de plomo 5 1 15mm 20g
4. Montage du nouveau ruban de torsion Desserrer la vis x et tout en tenant le porte ruban B enlever la vis x2 Fig 8 5 Tout en agissant avec grande pr caution sortir de son enve loppe protectrice le ruban de torsion tr s sensible et l enfiler dans la balance jusqu ce que l embout C pende de 1 mm 2 mm au dessus du per age c2 fixer ensuite le support du pendule B en resserrant la vis b Fig 8 6 Attendre que le ruban de torsion s immobilise et si n cessaire le positionner l aide des vis calantes du pied de fa on ce que l embout C pende bien la verticale au dessus du per age c2 A nouveau tenir le porte ruban B et la vis b1 tant desserr e Preparativos para el ajuste del punto de equilibrio Montar la balanza sobre una mesa con el puntero luminoso seg n la secci n 3 3 o de acuerdo con las indicaciones de las instruccio nes de servicio 332 11 pero sin las esferas grandes de plomo Soltar el p ndulo de torsi n aflojando los tornillos de enclava miento ver Fig 2 Colocar la balanza sobre los tornillos de nivelaci n en la base de soporte o sobre el banco ptico de tal manera que el p n dulo de torsi n quede suspendido verticalmente controlar que la espiga en el extremo del p ndulo cuelgue en el eje de la perforaci n Despu s de estos preparativos el arreglo se debe dejar sus pendido libre de vibraciones aproximadamente un d a en esta posici
5. avec le d tecteur de position infrarouge 332 11 exemple de mesure voir fig 4 1 ou Ordinateur MS DOS avec interface CASSYpack E 524 007 Programme Mesure et exploitation 524 113 1 M tre ruban 311 77 1 Aimant flottant 510 44 1 Banc d optique avec profil normalis 1 m 460 32 2 Cavaliers pour banc d optique par ex 460 351 1 Tige 25 cm par ex 300 41 Remarque Pour de plus amples informations concernant l utilisation du d tecteur de position infrarouge veuillez vous r f rer au mode d emploi de cet appareil S3 mm t min d 28 8 mm Fig 4 Montage sur une table de la balance de gravitation saisie lectronique de l allure des oscillations par un d tecteur de position infrarouge 332 11 Trac avec l enregistreur TY ou traitement ult rieur assist par ordinateur voir fig 4 1 Montaje de la balanza de gravitaci n registro electr nico del curso de las oscilaciones mediante un detector de posici n in frarrojo 332 11 registro con registrador TY o procesamiento de datos asistido por ordenador ver Fig 4 1 3 1 2 Montaje sobre una mesa especial para emplear un trazador o para registro de la oscilaci n con luz infrarroja y asistida por ordenador ver Fig 4 1 detector de posici n infrarrojo 332 11 1 fuente de tensi n alterna de 12 V por ej 562 73 1 registrador TY por ej 57
6. n Luego se efect a el ajuste del punto cero Ajuste del punto cero Bloquear el p ndulo de torsi n con el tornillo 7 y montar la balanza en el lugar de experimentaci n por ej en la pared seg n la Fig 3 Al desbloquearla empieza a oscilar Anotar las posiciones finales del puntero luminoso a ambos la dos de la escala Observar la posici n de reposo a la que tiende el sistema para abreviar el tiempo de observaci n las oscilaciones se amortiguan diamagn ticamente cuando una de las esferas de plomo del cuerpo del p ndulo se acerca a la cubierta de vidrio se debe sostener frente a ella un im n potente hasta que el sistema retorne todo esto sin tocar el vidrio Si el puntero luminoso no tiende a su posici n de reposo situada en la mitad de ambos puntos de viraje anotados antes despu s de aflojar los tornillos moleteados se debe girar el cabezal de tor si n 3 un peque o ngulo en direcci n del punto cero te rico Observar de nuevo las dos posiciones finales as como la tendencia al punto cero del puntero luminoso Proseguir con el ajuste del punto cero hasta que se alcance el punto cero te rico en la mitad de los puntos de viraje del pun tero luminoso 4 Cambio de la cinta de torsi n Una cinta de torsi n averiada se puede cambiar por una nueva la que se suministra como pieza de repuesto 683 21 lista para montar El cambio se efect a de la siguiente manera Preparativos Montar la bala
7. tournement relev s faire tourner la t te de torsion 3 apr s avoir desserr les vis molet es 3 1 d un petit angle en direction du point z ro de consigne Observer nouveau les deux pleines d viations ainsi que le point z ro vers lequel l index lumineux a tendance se rendre Poursuivre l ajustage du point z ro jusqu ce que le point z ro de consigne au milieu des deux points de retournement de la marque lumineuse soit atteint 4 Changement du ruban de torsion Il est possible de remplacer un ruban de torsion d fectueux par un ruban neuf livr pr t l emploi comme pi ce de rechange 683 21 Voici comment proc der pour le changer Pr paration Monter la balance le corps du pendule tant bloqu dans un pied en V nivelable par ex 300 01 06 de fa on ce que le dos soit devant fixer dans une pince le tube de protection avec le ruban de torsion de rechange 683 21 pour qu il soit plus facile manipuler Fig 8 1 Enlever la vis a1 desserrer ensuite les autres vis servant fixer la plaque en verre jusqu ce que l on puisse retirer cette plaque Fig 8 2 Enlever la plaque en verre a2 et le couvercle a3 et retirer la partie avant a4 de l cran Retrait du ruban de torsion d fectueux Maintenir le porte ruban b et desserrer la vis sans t te b1 ensuite enlever le porte ruban Fig 8 3 Enlever l embout c apr s avoir d viss la vis c Fig 8 4
8. 1 cron metro por ej 31305 1 im n suspendido 510 44 Montaje de pared ver Fig 3 1 varilla grande de soporte 300 01 1 par de tornillos de nivelaci n 300 06 1 base de soporte 301 01 1 mordaza giratoria 301 03 1 varilla de soporte 47 cm 300 42 auxiliares de montaje y accesorios Taladro taladro para concreto espigas 6 mm Montaje sobre mesa 1 banco ptico con perfil normal 1 m 460 32 2 jinetillos pticos por ej 460 351 ca 40 cm Fig 3 Montage de la balance de gravitation affichage de l allure des oscillations par un indicateur lumineux visible sur une chelle gra du e en mm ne convient pas pour le d tecteur de position infrarouge 332 11 Montaje de la balanza gravitaci nal indicaci n del curso de las oscilaci n mediante un visible puntero luminoso sobre una escala en mm es inapropiado para el detector de posici n IR 332 11 3 1 2 Relev a l enregistreur ou saisie assist e par ordinateur de l oscillation avec lumi re infrarouge Montage sur rail sur une table voir fig 4 1 D tecteur de position infrarouge 332 11 1 Source de tension alternative 12 V par ex 562 73 1 Enregistreur TY par ex 575 701 ou Ordinateur MS DOS par interface s rie C ble RS 232 par ex 530 008 Programme avec pr r glages adapt s aux besoins de l ex p rience par ex sur la disquette de d monstration pour la Saisie universelle des valeurs mesur es inclus au mat riel fourni
9. 5 701 u ordenador MS DOS a trav s de interface serial cable RS 232 por ej 530 008 Programa con ajustes predeterminados espec ficos para en sayos por ej en el disquete para Adquisici n universal de datos contenido en el volumen de suministro de detector de posici n infrarrojo 332 11 en la Fig 4 1 se muestra un ejemplo de medici n u ordenador MS DOS con interface CASSYpack E 524 007 Programa Medir y evaluar 524 116 1 cinta m trica enrollable 31177 1 im n suspendido 510 44 1 banco ptico con perfil normal 1 m 460 32 2 jinetillo ptico por ej 460 351 1 varilla de soporte de 25 cm por ej 300 41 Nota En las instrucciones del servicio del detector de po sici n infrarrojo se brinda informaci n detallada sobre su manejo Fig 4 1 Relev assist par ordinateur des oscillations de la balance de gravitation Registro de las oscilaciones de la balanza de gravitaci n asistido por ordenador 3 2 Fixation du pied au mur n cessaire avant la premi re mise en service pour un montage mural r alis selon la fig 3 Important Ce montage mural du mat riel support ne convient pas pour le nontage avec le d tecteur de position infrarouge voir para graphe 3 1 2 fig 4 Cheviller le pied par son per age au sommet ainsi que sp cifi aux fig 5 1 5 3 et faire en sorte qu il soit bien parall le au mur en s aidant des vis calantes si les vis calantes s enfoncent dans le mur se servir d un renfo
10. Constantes del equipo Masa de la esfera grande m1 1 5 kg Distancia del centro de la bola al eje de giro d 0 05 m Distancia entre el centro de la esfera grande en contacto con la cubierta y la bola peque a en posici n de equili brio b 0 047 mm Distancia entre el espejo y la balanza de torsi n L 4 425 m EE TS 318 T 618 8s Posici n inicial de equilibrio xp 47 cm Posici n final de equilibrio xoo promediada a partir de tres posiciones extremas sucesivas por ej x1 X3 2 Ko Au o X3 00 2 silo Fa 62 3 cm Diferencia S entre las posiciones del puntero luminoso para las posiciones inicial y final del p ndulo S xo0 Xo 62 3 cm 47 cm 15 3 cm Reemplazando en la ecuaci n 1 para el m todo de la posici n final se obtiene la constante de gravitaci n f T 0 047 my 0 05 m 0 153 m 1 5 kg 618 8 s 4 425 m 6 56 101 m kg ef 3 5 Ajuste del punto cero El ajuste del punto cero o de equilibrio tiene como fin colocar en la posici n de equilibrio el cuerpo del p ndulo en forma de haltera ver Fig 2 paralelo a las placas de vidrio de la carcasa Es necesario efectuar un ajuste eventualmente antes de la primera puesta en servicio en caso de que el ajuste de f brica se haya da ado durante el transporte debido a un manejo inadecuado mediante torsi n incontrolada del cabezal de torsi n tras haber colocado una nueva cinta de torsi n de acue
11. a del protector a4 montar la carcasa despu s de colocar correctamente la cubierta a3 y la placa de vidrio a2 con el tornillo ay Luego del montaje desbloquear la cinta de torsi n y verificar que el cuerpo del p ndulo pueda oscilar libremente Si a pesar del des bloqueo sta queda sobre los muelles de bloqueo levantar leve mente el soporte de la cinta de torsi n B con el tornillo flojo b1 y luego fijarla de nuevo cuidadosamente Antes de ajustar el punto de equilibrio seg n la secci n 3 5 el p ndulo de torsi n deber colgar por lo menos durante 12 horas d Fig 8 3 Fig 8 5 Fig 8 4 Fig 8 2 Fig 8 6 Fig 8 7 LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 Telex 17 223 332 LHPCGN D O by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved Physik Chemie Biologie Technik 6 95 Va x A1 TA LEYBOLD LEYBOLD DIDACTIC GMBH Erg nzung zur Gebrauchsanweisung 332 101 Supplementary Instructions Instructions suppl mentaires concernant le mode d emploi 332 101 Instrucciones suplementarias Aus Gr nden der Transportsicherheit ist das Schwingungssy stem der Drehwaage heruntergelassen worden um den e
12. articuli rement bien v rifier le blocage lors du transport et du montage Ne desserrer l g rement la vis molet e 3 1 voir fig pour la fixation de la t te de torsion pr ajust e a la livraison que si un ajustage pr cis du point z ro s av rait n cessaire a la mise en service de la balance de gravitation une fois celle ci mont e conform ment aux instructions Ne d visser la vis sans t te 3 2 voir fig 2 pour la fixation du support du pendule que pour changer le ruban de torsion ainsi qu indiqu au paragraphe 4 2 Description caract ristiques techniques fournitures voir fig 2 A 7 1 o ko AV D Bo tier m tallique 15 cm avec anneau m tallique et cou vercles en verre cran en deux parties 1 1 pour la r duction des convections g nantes entre le bo tier et le tube de pro tection 2 Tube de protection 25 cm de long pour le ruban de torsion 4 T te de torsion avec support du pendule pivotante lorsque la vis 3 1 est desserr e pour l ajustage de la position d quili bre du pendule Support du pendule fix par une vis sans t te 3 2 Important Ne desserrer la vis molet e 3 1 que s il est n cessaire de proc der un ajustage du point z ro conform ment au paragraphe 3 5 Ne desserrer la vis sans t te 3 2 que pour changer le ruban de torsion conform ment au paragraphe 4 Ruban
13. de torsion en bronze 26 cm de long N de la pi ce de rechange 683 21 plomb 5 1 sur tige m tallique 1 2 Instrucciones de seguridad La delicada cinta de bronce del p ndulo de torsi n deber estar protegida contra cargas mec nicas incontroladas Los tornillos de enclavamiento 7 para el sistema de osci laci n ver Fig 2 deber n ser soltados s lo despu s de que el equipo haya sido montado correctamente y est listo para iniciar el ensayo El sistema de oscilaci n deber estar bloqueado siempre que el equipo no sea usado especialmente al transport arlo y al montarlo Si al haber montado correctamente la balanza se requiere un ajuste fino del punto cero para ponerla en funcionamien to se deber aflojar un poco el tornillo moleteado 3 1 ver Fig 2 para fijar el cabezal de torsi n Este tornillo viene con un ajuste ex f brica El tornillo prisionero 3 2 ver Fig 2 para fijar el soporte del p ndulo se debe aflojar nicamente para cambiar la cinta de torsi n de acuerdo con lo indicado en la secci n 4 Descripci n datos t cnicos y volumen de suministro ver Fig 2 Fig 2 Balance de gravitation Balanza de gravitaci n a Corps du pendule en forme d halt re constitu de 2 sph res en O D Carcasa met lica 315 cm consta de anillo met lico y cubiertas de vidrio protector de dos piezas 1 1 para reducir las convec ciones perturbadoras entre la carcasa y el t
14. e maintien b cf fig 8 3 tout en observant le mouvement du corps du pendule en forme d halt re Fig 2 Soulever le corps du pendule jusqu ce que les petites sph res en plomb se trouvent au milieu de la fen tre circulaire Si on tire la tige de maintien jusqu ce que le corps du pendule bute le ruban de torsion va rompre Essayer si possible de ne pas tourner la tige de maintien afin d viter d avoir r ajuster le point z ro voir paragraphe 3 5 du mode d emploi Resserrer la vis sans t te 3 2 cf fig 2 Eventuellement proc der l ajustage du z ro Pour de plus amples informations concernant la mise en place de la balance de gravitation pri re de se r f rer au mode d emploi Try not to twist the band holder as this requires readjustment of the zero point see section 3 5 of the instruction sheet Retighten the grub screw 3 2 Fig 2 If necessary readjust the zero point Refer to the instruction sheet for all other steps required to set up the torsion balance Para proteger la sensible cinta de torsi n durante el transporte el sistema de oscilaci n de la balanza de gravitaci n ha sido bajado Adem s de tener en cuenta a las instrucciones de servicio y antes de utilizar la balanza por primera vez proceda como se describe a continuaci n Primeramente colocar la balanza verticalmente sobre una base de soporte sin las bolas grandes de plomo Aflojar completamente los dos tornil
15. e una a la otra posici n extrema teniendo cuidado de no tocar la carcasa con los dedos y que tampoco lo hagan las bolas de plomo Inmediatamente despu s del punto de viraje se arranca el cron metro Empezar a leer la posici n del puntero luminoso sobre la escala y anotar cada treinta segundos despu s de por lo menos 3 per odos de la oscilaci n para el m todo de la posici n final y despu s de un per odo para el m todo de la aceleraci n ver Fig 6 t h 15 00 20 00 1 1 00 1 6 00 1 11 00 80 mE ee i E SE 500 1000 1500 2000 2500 3000 27905 Fig 6 Protocole r alis sur 24 heures pour la position du pendule de torsion changement de position essentiellement d aux variati ons de la temp rature au cours de la journ e ph nom ne par ticuli rement accentu en cas d ensoleillement direct Protocolo de 24 horas de la posici n del p ndulo de torsi n la variaci n de la posici n depende esencialmente de las fluctuaciones de temperatura durante el d a muy pronunciado particularmente bajo una irradiaci n solar directa Exemple de mesure Constantes de l appareil Poids des grandes sph res de plomb m1 1 5 kg Ecartement entre le centre de la sph re et l axe de rotation d 0 05 m Ecartement entre le centre de la grande sph re alors ou elle touche le bo tier et celui de la petite sph re en position d quilibre b 0 047 mm Distance miroir balance de gravitatio
16. ida de la fuerza de gravitaci n La oscilaci n del p ndulo en el que se ha colocado un espejo c ncavo se indica mediante una marca luminosa esto puede suceder de dos maneras con luz visible directamente sobre una escala en mm 6 con luz infrarroja empleando el detector de posici n IR 332 11 lo que permite el empleo de un registrador o la medici n asistida por ordenador La constante de gravitaci n fse determina a partir del compor tamiento temporal de la oscilaci n de la masa m1 y de la geo metr a del arreglo mediante el m todo de la deflexi n final o mediante el m todo de la aceleraci n para el procedimiento corto de medici n En el m todo de la deflexi n final se eval an el per odo T del p ndulo de torsi n y la distancia S entre las dos posiciones del puntero luminoso para ambos puntos de equilibrio p ni BI d 1 HAE En el m todo de la aceleraci n se eval a la aceleraci n a 2s del p ndulo de torsi n luego de que su equilibrio ha sido perturbado por la masa m1 Sd b f Il 2m t L WW 1 Remarques de s curit Prot ger le ruban en bronze assez sensible du pendule de torsion contre toute contrainte m canique incontr l e Ne d visser les vis de blocage 7 du syst me oscillant voir fig 2 que lorsque l appareil est correctement mont et plac dans sa position exp rimentale Toujours bloquer le systeme oscillant lorsque l appareil est inutilis p
17. la hendi dura se vea n tidamente sobre la escala En caso necesario se debe proceder al ajuste del punto cero de acuerdo con la secci n 3 5 Colocar las esferas de plomo y llevarlas a una posici n extrema Se debe evitar a toda costa tocar las bolas o la carcasa con los dedos 3 4 Procedimiento experimental ejemplo de medici n Importante Despu s de montarlo seg n la secci n 3 3 el arreglo se debe dejar quieto un m nimo de dos horas totalmente libre de vibraciones de tal forma que el p ndulo pueda oscilar sobre su posici n de equilibrio Girar el soporte para bola Q sin tocar la carcasa Para acortar el tiempo de estabilizaci n del p ndulo se puede aprovechar el diamagnetismo del plomo Cuando una de las esferas de plomo del cuerpo del p ndulo se acerque a la cubierta de vidrio al frente de ella se debe sostener un im n potente sin llegar a tocar el vidrio para revertir el movimiento del sistema Durante la adquisici n de datos evitar que el arreglo experi mental est expuesto a vibraciones mec nicas y fluctuaciones de temperatura las que pueden provocar convecciones en la carcasa de la balanza ver Fig 6 Antes de comenzar con la medici n se debe verificar la estabilidad del punto de equilibrio Las oscilaciones alrededor del punto de equilibrio se deben observar y anotar durante unos 10 minutos Luego se calcula xo En el instante t 0 el soporte con las esferas de plomo se mueve r pidamente desd
18. los 7 Fig 2 que sirven para bloquear el cuerpo del p ndulo hasta que el ret n sea aflojado Aflojar el tornillo prisionero 3 2 Fig 2 sin el tornillo moleteado 3 Mantener fija el soporte de cinta b Fig 8 3 para que no se tuerza Extraer cuidadosamente el soporte de cinta b Fig 8 3 y ob servar el movimiento del cuerpo del p ndulo en forma de haltera Fig 2 Levantar el cuerpo del p ndulo hasta que las peque as bolas de plomo se encuentren en la mitad de la venta na redonda La cinta de torsi n se rompe si se extrae el soporte de cinta hasta chocar el cuerpo del p ndulo Tratar de no torcer el soporte de cinta porque de otro modo habr que efectuar un reajuste del punto cero v ase la secci n 3 5 de las instrucciones de servicio Apretar nuevamente el tornillo prisionero 3 2 Fig 2 Reajustar el punto cero si es necesario Refi rase a las instrucciones de servicio all se indican todos los pasos necesarios para la puesta a punto de la balanza
19. mp findlichen Torsionsfaden zu sch tzen Zur Inbetriebnahme der Waage ist zus tzlich zur Gebrauchsanweisung wie folgt zu ver fahren Waage ohne die gro en Bleikugeln zun chst lotrecht in einem Stativfu aufstellen Die beiden Schrauben CC Fig 2 zur Arretierung des Pendelk r pers vollst ndig l sen bis die Halteklammern entspannt sind Ohne die R ndelschraube zu drehen Madenschraube 3 2 Fig 2 l sen Hierbei den Haltestift b Fig 8 3 durch Festhalten vor dem Verdrehen sichern Vorsichtig den Haltestift b Fig 8 3 herausziehen dabei die Bewegung des hantelf rmigen Pendelk rpers 5 beobachten Fig 2 Den Pendelk rper soweit anheben bis sich die kleinen Bleikugeln in der Mitte der runden Fenster befinden Ein Her To protect the sensitive torsion band during transport the oscillation system of the gravitation torsion balance has been lowered Before you can use the balance you must first carry out the following steps in addition to the instructions in the instruction sheet First mount the balance without the large lead balls vertically in a stand base Completely unscrew the two locking screws for the pendu lum body Fig 2 until the clamps are loosened Loosen the grub screw 3 2 Fig 2 without turning the knurled screw Hold onto the band holder b Fig 8 3 so that it does not twist Carefully withdraw the band holder b Fig 8 3 and observe the motion of the dumbbell shaped pe
20. n L 4 425 m P riode TON T de la fig 7 pea ERES EE Position d quilibre initiale xp 47 cm Position d quilibre finale xoo d termin e partir de trois ex tr mes successifs par ex X1 X3 2 X2 X1 X2 X3 2 or 62 3 cm Diff rence S entre les positions de l index lumineux pour les positions d quilibre initiale et finale du pendule S Xo0 Xo 62 3 cm 47 cm 15 3 cm En reportant cette valeur dans l quation 1 pour la m thode de la pleine d viation on obtient la constante de gravitation f T 0 047 my 0 05 m 0 153 m 1 5 kg 618 8 s 4 425 m 6 56 101 m kg s 3 5 Ajustage du point z ro Le but de l ajustage du point z ro est de positionner le pendule de torsion de facon ce que le corps du pendule 5 en forme d haltere voir fig 2 soit parall le aux plaques en verre du bo tier lorsqu il est en position d quilibre Un ajustage est n cessaire ventuellement avant la premi re mise en service si l ajustage r alis par le fabricant a t affect par ex lors du transport en cas d erreur de manipulation si la t te de torsion a t tourn e involontairement apr s avoir chang le ruban de torsion conform ment au para graphe 4 Fig 7 Oscillations de la balance de gravitation pr s de la position d quilibre finale xoo Oscilaciones de la balanza de gravitaci n alrededor de la posici n de equilibrio final Xoo Ejemplo de medici n
21. ndulum body Fig 2 Lift the pendulum body until the two small lead balls are in the middle of the round window lf the band holder is withdrawn so far that the pendulum body makes contact the torsion band will ausziehen des Haltestiftes bis der Pendelk rper anst t f hrt break zum Rei en des Fadens Nach M glichkeit den Haltestift nicht drehen da sonst ein Nachjustieren des Nullpunktes erforderlich wird siehe Ab schnitt 3 5 der Gebrauchsanweisung Madenschraube 3 2 Fig 2 wieder anziehen Eventuell Nullpunkt Justierung durchf hren Alle weiteren Hinweise zur Aufstellung der Waage sind der Ge brauchsanweisung zu entnehmen Pour des raisons de s curit durant le transport le syst me oscil lant de la balance de gravitation a t abaiss afin de prot ger le ruban de torsion assez fragile Pour la mise en service de la balan ce de gravitation il faut non seulement respecter les instructions donn es dans le mode d emploi mais aussi proc der comme suit D abord monter verticalement la balance dans un pied sans les grandes sph res en plomb Ainsi que repr sent sur la fig 2 enti rement desserrer les deux vis 7 pour le blocage du corps du pendule jusqu ce que les pinces soient rel ch es Sans tourner la vis molet e 3 desserrer la vis sans t te 3 2 cf fig 2 Avant de commencer d visser tenir la tige de maintien b cf fig 8 3 Sortir avec pr caution la tige d
22. nza con el cuerpo del p ndulo enclavado sobre una base de soporte nivelable por ej 300 01 06 de tal modo que la parte posterior quede adelante Para un ma nejo seguro se debe asegurar con una pinza Fig 8 1 el tubo protector con la cinta de torsi n de recambio 683 21 Retirar el tornillo a luego aflojar los tornillos que fijan la placa de vidrio hasta que sta se pueda retirar Fig 8 2 Retirar el vidrio a2 y la cubierta a3 y extraer la parte delan tera ax del protector Retiro de la cinta de torsi n defectuosa Aflojar el tornillo c1 y con el soporte de la cinta fijo b aflojar el tornillo prisionero b1 retirar el soporte de la cinta Fig 8 3 Sila banda est rota retirar la pieza terminal c Fig 8 4 Montaje de la nueva cinta de torsi n Aflojar el tornillo x1 y con el soporte de la cinta fijo B retirar el tornillo x2 Fig 8 5 Retirar con sumo cuidado el arreglo de su envoltura pro tectora prestando atenci n a que la delicada cinta de torsi n no toque la pared La cinta se enhebra en la balanza hasta que la pieza terminal C cuelgue aprox 1 6 2 mm sobre la perforaci n c2 Luego fijar el soporte del p ndulo B apretando el tornillo b1 Fig 8 6 Esperar hasta que la cinta de torsi n est en reposo y en caso necesario se deber colocar la cinta de torsi n sobre los tornillos de nivelaci n de la base de soporte de tal modo que la pieza terminal C cuelgue ve
23. on voir fig 1 Profondeur du bo tier 30 mm Pendule de torsion P riode d oscillation environ 10 min Diam tre masse m2 d une sph re de plomb 5 1 15mm 20g Distance d entre le centre d une sph re et l axe de rotation 50 mm Diam tre masse m d une grande sph re de plomb 8 64mm 1 5kg 5g Distance b entre le centre de la grande sph re alors qu elle touche le bo tier et celui de la petite sph re en position de repos 47 mm 3 Utilisation Important Il n est possible d obtenir des r sultats d exp rience satis faisants que si le pendule est parfaitement ajust et que si les oscillations de torsion occasionn es par l attraction des masses ne sont pas affect es par des mouvements for tuits du pendule Le pendule est tr s sensible aux secous ses auxquelles est soumis le dispositif exp rimental Il est donc indispensable de r aliser un montage stable sur une paroi solide ou bien sur une table lourde Des variations de la temp rature occasionnent dans le bo tier de la balance des convections l origine de mouvements inop portuns voir fig 6 du pendule de torsion d o la n cessit de choisir un lieu d exp rimentation tel que la balance ne soit ex pos e ni aux rayons du soleil ni des souffles d air 3 1 Mat riel compl mentaire n cessaire 3 1 1 Affichage de l oscillation par une marque lumineuse visible sur une chelle gradu e en mm 1 Carter de lampe 450 60 1 Ampoule 6 V 30 W
24. r D placer le carter de lampe de fa on ce que les contours de la fente projet e sur l chelle soient bien nets Si n cessaire ajuster le point z ro ainsi que sp cifi au para graphe 3 5 Installer les sph res de plomb et les placer dans une position ex tr me Il est absolument indispensable d viter de toucher le bo tier que ce soit avec les doigts ou avec les sph res de plomb 3 4 R alisation de l exp rience exemple de mesure Important Une fois le montage r alis conform ment au paragraphe 3 3 laisser l installation se stabiliser pendant au moins deux heures l abri des secousses pour que le pendule puisse osciller jusqu la position d quilibre Faire balancer le porte sph re sans toucher le bo tier Afin de r duire le temps de stabilisation du pendule tirer profit du diamagn tisme du plomb si une des sph res en plomb du corps du pendule se rapproche du couvercle en verre placer son encontre un aimant puissant jusqu ce que le syst me revienne et cela sans toucher le verre Durant la saisie des valeurs mesur es le dispositif exp rimen tal ne devra tre soumis aucune secousse m canique et aucune variation de temp rature susceptible d occasionner des convections dans le bo tier de la balance voir fig 6 Avant de commencer les mesures v rifier la stabilit du point z ro Si n cessaire observer les variations du point z ro pendant au moins 10 minutes et les documente
25. r calculer la moyenne xo partir de ces observations Au moment t 0 balancer rapidement le support avec les sph res en plomb de l une l autre de ses positions extr mes mais agir avec suffisamment de pr caution pour que ni les doigts ni les sph res de plomb n entrent en contact avec le bo tier Juste apr s le rebalancement lancer le chronom tre Pour la m thode de pleine d viation relever et noter toutes les 30 s la position de l index lumineux sur l chelle sur au moins 3 p riodes d oscillation pour la m thode de l acc l ration sur 1 p riode fig 6 Fig 5 1 5 3 Montaje de la base de soporte sobre la pared 3 3 Preparativos para el ensayo El ensayo se monta en la pared seg n la Fig 3 primero sin las bolas grandes de plomo o en un banco ptico sobre una mesa bien estable La carcasa de la l mpara se coloca de tal forma que el rayo reflejado se proyecte sin obst culos sobre la escala colocada auna distancia m nima de 5 m Colocar el filamento en espiral verticalmente antes de poner el condensador con portadiafragma y hendidura vertical sobre la carcasa de la l mpara Desplazando el insertable en la carcasa de la l mpara se debe proyectar claramente el filamento en espiral sobre el espejo de la balanza de torsi n Para ello directamente frente a la balanza se coloca una hoja de papel blanco sobre la que sea visible la espiral luminosa Desplazar la carcasa de la l mpara de tal modo que
26. rdo con la secci n 4 Pr paration pour l ajustage du point z ro Monter la balance avec le dispositif index lumineux sur une table par ex ainsi que sp cifi au paragraphe 3 3 ou selon les instructions donn es dans le mode d emploi 332 11 mais sans les grandes sph res en plomb D bloquer le pendule de torsion en desserrant la vis voir fig 2 A l aide des vis calantes du pied ou du banc d optique orienter la balance de telle sorte que le pendule de torsion soit bien sus pendu la verticale contr le la tige l extr mit du pendule pend dans l axe du per age Ces pr paratifs tant r alis s laisser reposer le dispositif pendant environ 1 jour l abri des secousses et proc der ensuite l ajustage du point z ro Ajustage du point z ro Bloquer le pendule de torsion avec la vis 7 et le faire ensuite osciller en le d bloquant Relever sur l chelle les deux pleines d viations de l index lumi neux Observer la position de repos que le syst me a tendance prendre afin de r duire le temps d observation amortir les oscillations diamagn tiquement lorsqu une des deux sph res en plomb du corps du pendule se rapproche du couvercle en verre tenir son encontre un aimant puissant jusqu ce que le syst me revienne et cela sans toucher le verre Si la marque lumineuse n a pas tendance prendre une position de repos situ e peu pr s au milieu des deux points de re
27. rt solide 3 2 Montaje en la pared de la base de soporte indispensable para montaje en pared antes de la puesta en servicio por primera vez seg n la Fig 3 Importante El montaje de pared del material de soporte no es apropiado para un montaje con el detector de posici n infrarrojo v ase la secci n 3 1 2 Fig 4 La base de soporte se fija con espigas sobre la pared de la perforaci n del v rtice como se indica en las Figs 5 1 a 5 3 y con los tornillos de nivelaci n se coloca paralela a la pared Si las espigas se hunden en la pared se deber emplear una superficie de apoyo s lida E 2 CZ Z E A A S Fig 5 1 5 3 Fixation du pied au mur 3 3 Pr paration de l exp rience Installer le dispositif au mur d abord sans les grandes sph res de plomb conform ment la fig 3 ou bien sur une table stable sur le banc d optique Orienter le carter de lampe de telle sorte que le rayon r fl chi soit projet sans encombre sur l chelle situ e au moins 5 m Mettre la verticale le filament fluorescent avant que le condenseur avec porte diaphragmes et fente verticale soit enfich sur le carter de lampe Par d placement de l insert dans le carter de lampe faire en sorte que l image du filament projet e sur le miroir de la balance soit tr s nette Placer pour cela une feuille blanche juste devant la balance papier sur lequel le filament fluorescent est facile voi
28. rticalmente sobre la per foraci n c2 le faire descendre de quelques mm sans le torsader jusqu ce que la partie usin e de l embout C glisse enti rement dans le per age c1 ne rel cher alors le porte ruban que lorsque la vis sans t te est bien resserr e b Fig 8 7 et qu il est donc bien fix fixer ensuite l embout C l aide de la vis c1 Ins rer la partie avant a4 de l cran refermer le bo tier avec la vis a1 apr s avoir remis correctement le couvercle a3 et la plaque en verre a2 Une fois le montage termin on d bloque le pendule de torsion et on v rifie si le corps du pendule peut osciller librement s il est encore sur les ressorts de blocage bien qu on l ait d bloqu il suffit de soulever l g rement le porte ruban B alors que la vis b1 est desserr e pour ensuite bien le refixer Avant que l ajustage requis du point z ro puisse tre r alis ainsi que sp cifi au paragraphe 3 5 le pendule de torsion doit tre suspendu pendant au moins 12 heures Fijar nuevamente el soporte de la cinta B y con el tornillo b1 flojo bajar unos mm sin torcerlo hasta que la parte tor neada de la pieza terminal C pase completamente por la perforaci n c1 Soltar el soporte de la cinta s lo cuando sta haya sido fijado cuidadosamente apretando el tornillo prisionero b1 Fig 8 7 Luego fijar la pieza terminal C con el tornillo c1 Insertar la parte delanter
29. ubo protector Tubo protector 25 cm long para la cinta de torsi n 4 Cabezal de torsi n con soporte de p ndulo con el tornillo 3 1 flojo el cual se puede girar para ajustar la posici n de equili brio del p ndulo soporte del p ndulo fijo con tornillo prisionero 3 2 Importante El tornillo moleteado 3 1 se debe aflojar nicamente si es necesario ajustar el punto de equilibrio tal como se indica en la secci n 3 5 El tornillo prisionero 3 2 se debe aflojar nicamente para cambiar la cinta de torsi n tal como se indica en la secci n 4 Cinta de torsi n de bronce 26 cm long Pieza de repuesto No 683 21 Cuerpo del p ndulo en forma de haltera consta de 2 bolas de plomo 5 1 sobre barra met lica Miroir concave o se r fl chit l index lumineux caract risti que du mouvement du pendule Distance focale f 30 cm D Vis pour le blocage du corps du pendule par une paire de ressorts 7 1 Paire de grandes sph res en plomb N de la pi ce de rechange pour 1 sph re 683 22 O Porte sph re orientable de part et d autre de la tige 4 pour une disposition des grandes sph res de plomb 8 adapt e aux besoins de l exp rience Anneau d appui avec vis de fixation 10 1 pour le porte sph re 40 Tige 9 cm x 1 2 cm pour le montage de l appareil dans le mat riel support Inclus au mat riel livr 1 m de ruban autocollant gradu en cm et en mm Donn es importantes pour l exp rimentati
30. viation il s agit de l exploitation de la p riode d oscillation T du pendule de torsion et de l cartement S entre les positions de l index lumineux correspondant aux deux positions d quilibre EBI d 8S 1 m T L Dans le cas de la m thode de l acc l ration il s agit de l exploi tation de l acc l ration a 2s f du pendule de torsion apr s la perturbation de sa position d quilibre par les masses m1 2 pS d b E PA Il mm SS II Va W A1 TA LEYBOLD LEYBOLD DIDACTIC GMBH Mode d emploi 332 101 Instrucciones de servicio Balance de gravitation Balanza de gravitaci n Fig 1 Balance de gravitation 332 101 et repr sentation sch mati que du principe de mesure Principio de medici n y representaci n esquem tica de la Ba lanza de gravitaci n 332 101 Mediante este instrumento se puede demostrar la atracci n universal entre dos masas debida a las fuerzas gravitatorias y adem s se puede determinar la constante gravitacional f Principio de medici n Fig 1 Un p ndulo de torsi n con un per odo de unos 10 min es despla zado de su posici n de equilibrio est tico posici n 1 debido a un cambio de posici n de las masas exteriores m las que act an sobre el cuerpo del p ndulo en forma de haltera Se producen oscilaciones amortiguadas y el p ndulo oscila hasta alcanzar una nueva posici n de equilibrio posici n Il El ngulo entre ambas posiciones de equilibrio es una med
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