Стандартное ускорение свободного падения или стандартное ускорение свободного падения , часто называемое просто стандартным ускорением силы тяжести и обозначаемое ɡ 0 или ɡ n , является номинальным гравитационным ускорением объекта в вакууме вблизи поверхности Земли . Это константа, определяемая стандартом как 9,806 65 м/с 2 (около 32,174 05 фут/с 2 ). Это значение было установлено 3-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1901, CR 70) и использовалось для определения стандартного веса объекта как произведения его массы и этого номинального ускорения . [1] [2] Ускорение тела вблизи поверхности Земли обусловлено совместным воздействием силы тяжести и центробежного ускорения от вращения Земли (но последнее достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь для большинства целей); общая (кажущаяся сила тяжести) примерно на 0,5% больше на полюсах, чем на экваторе . [3] [4]
Хотя символ ɡ иногда используется для стандартной силы тяжести, ɡ (без суффикса) может также означать локальное ускорение из-за локальной силы тяжести и центробежного ускорения, которое меняется в зависимости от положения на Земле (см. Гравитация Земли ). Символ ɡ не следует путать с G , гравитационной постоянной , или g, символом грамма . ɡ также используется в качестве единицы для любой формы ускорения, со значением, определенным выше.
Значение ɡ 0 , определенное выше, является номинальным средним значением на Земле, изначально основанным на ускорении тела при свободном падении на уровне моря на геодезической широте 45°. Хотя фактическое ускорение свободного падения на Земле варьируется в зависимости от местоположения, указанная выше стандартная цифра всегда используется в метрологических целях. В частности, поскольку это отношение килограмм-силы к килограмму , ее числовое значение, выраженное в когерентных единицах СИ, является отношением килограмм-силы к ньютону , двум единицам силы .
Уже в первые дни своего существования Международный комитет мер и весов (CIPM) приступил к определению стандартной термометрической шкалы, используя точку кипения воды. Поскольку точка кипения меняется в зависимости от атмосферного давления , CIPM необходимо было определить стандартное атмосферное давление. Выбранное ими определение основывалось на весе столба ртути высотой 760 мм. Но поскольку этот вес зависит от местной силы тяжести, теперь им также требовался стандарт силы тяжести. На заседании CIPM 1887 года было принято следующее решение:
Значение этого стандартного ускорения свободного падения равно ускорению свободного падения в Международном бюро (рядом с павильоном Бретейля ), деленному на 1,0003322, теоретический коэффициент, необходимый для преобразования в широту 45° на уровне моря. [5]
Все, что требовалось для получения численного значения стандартной силы тяжести, теперь было измерить силу гравитации в Международном бюро . Эта задача была поручена Жильберу Этьену Деффоржесу из Географической службы французской армии. Значение, которое он нашел на основе измерений, проведенных в марте и апреле 1888 года, составило 9,80991(5) м⋅с −2 . [6]
Этот результат лег в основу определения значения, используемого и по сей день для стандартной силы тяжести. Третья Генеральная конференция по мерам и весам , состоявшаяся в 1901 году, приняла резолюцию, в которой говорилось следующее:
Значение, принятое в Международной службе мер и весов для стандартного ускорения земного тяготения, составляет 980,665 см/с2 , значение, уже указанное в законах некоторых стран. [7]
Числовое значение, принятое для ɡ 0 , было получено в соответствии с декларацией МКМВ 1887 года путем деления результата Дефоржа — 980,991 см⋅с −2 в модной тогда системе СГС — на 1,0003322, при этом не беря больше цифр, чем это оправдано, учитывая неопределенность результата.