じじぃの「キャヴェンディッシュの実験・地球の重さを測る!話のネタ」

How to Weigh the Earth 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=9yMQM5AN8mc
地球の大きさを計る 測定 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=TohSYxkN93Q

キャヴェンディッシュ研究所 ウィキペディアWikipedia) より
キャヴェンディッシュ研究所(Cavendish Laboratory)は、ケンブリッジ大学に所属するイギリスの物理学研究所および教育機関。核物理学のメッカとも呼ばれる。
1871年に物理学者ヘンリー・キャヴェンディッシュを記念して作られた。
初代所長はマクスウェル。その後、レイリー卿、J.J.トムソン、ラザフォード、W. L. ブラッグらが所長をつとめた。
2012年までに29人のノーベル賞受賞者を輩出している。
キャヴェンディシュ研究所は分子生物学の進歩にも貢献している。キャヴェンディッシュ研究所でたんぱく質の構造を研究していたクリックは1953年にDNAの二重螺旋構造をつきとめ、ワトソンらとともにノーベル生理学・医学賞を受賞した。

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地球の重さ(質量) 2009年8月24日 ぶつぶつ物理
地球の重さ(正確には質量)はどの程度なのだろうか?
重力の加速度=万有引力定数×地球の質量÷地球の半径の2乗
となるので、この式を書き直すと
(数学的には両辺を万有引力定数で割って、地球の半径の2乗を掛ける)
地球の質量=重力の加速度×地球の半径の2乗÷万有引力定数
となる。地球の半径も重力の加速度も万有引力定数も既に分かっているので、この式から地球の質量が求まる。
重力の加速度は9.8N/kgあるいは9.8m/s2 である。ここで、Nは力の単位でニュートン(エネルギー(カロリー計算-1)2009年2月21日参照)、sは時間の単位で秒である。
地球の半径は赤道の長さ4千万mを2πすなわち2×3.14で割ればいいので、約6366000m。
万有引力定数は6.672×10-11m3/kg・s2
10-11は1÷1011のことであり、1011は100000000000(0が11)である。
これらの数値を入れて計算すると地球の質量は6.0×1024kgという非常に大きな値となる。
http://luna-physics.cocolog-nifty.com/blog/2009/08/post-3331.html
『話のネタ―会話がはずむ教養読本』 毎日新聞社/著 PHP文庫 1998年発行
地球の重量はどうして測る? より
秤もないのに地球の目方(厳密には質量。月の石は地球では目方は6倍になるが、質量が増えたのではないことにご注意)はどうやって計った? ニュートンが、便利な「万有引力」の公式を残してくれた。いわく、
  F = G X M1 X M2 ÷ D2
F(引力=重力場の強さ)はすぐわかる。ガリレオはピザの斜塔から小鉄丸を落として計ったと、伝説にある(実は別の方法を使ったのだが)。
M1をその鉄丸の質量とし、Dを塔から地球の中心までの距離としても、これまたすぐわかる。つまりG(重力定数)さえわかれば、前記の式に代入して、地球の質量に当るM2は、中学生でも即座に説けるのだ。
だがGの測定が用意ではない。2つの鉄丸を近づけても、ともに地球自身の引力に圧されて、目立った変化を見せない。地球の引力の大きいのも地球の質量が途方もないからで、奇妙に聞こえようが、重力定数そのものはごく僅かなのだ。電磁力に比べても、400万兆兆兆(0を42個)分の1しかない。ごく小さな玩具の磁石が、全地球の引力にうち勝って、小さな鉄片をややすと自分のほうへ引きつけてしまうことでも、察しがつこう。
だが、2つの鉄丸の間に微細ながら引力が働ていることも事実である。鋭敏な上にも鋭敏な装置を使って、ついにGの測定に成功したのは、ニュートンと同じ英国人、ヘンリー・キャヴェンディッシュで、ニュートン没後58年目だった。後に多少の修正を受けたが、Gは0.00000067ダイン。そこで地球の質量は5983京トンと決まった。
地球の質量がわかれば、同じ公式を応用して太陽と月の質量もわかる。Fは地球なり月なりの公転速度から導き出せるし、M1を今度は太陽、月に質量と考えればいい。かくて太陽は地球の33万倍、月は地球の81分の1.太陽の質量が決まれば、水星以上の諸惑星の質量も出せた。さらに進んで、理論上ではすべての天体の質量の可能性も……。

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どうでもいい、じじぃの日記。
近代(18〜19世紀)の科学技術や文学作品などの関係本を見ていると、イギリス人がやたらと出てくる。
アインシュタインも偉いが、ニュートン(1642〜1727)やキャヴェンディッシュ(1731〜1810)も偉かった。