Como funciona um gravímetro:medindo a força da gravidade

Um gravímetro é um instrumento usado para medir a aceleração devido à gravidade em um local específico. Essa medição, frequentemente expressa em miligais (MGAL), é um fator -chave para entender a estrutura, composição e dinâmica internas da Terra.

Existem diferentes tipos de gravímetros, mas todos compartilham o princípio de medir a força da gravidade agindo em uma massa de teste. Aqui está um colapso de como eles funcionam:

1. Gravímetro absoluto:

* Esses instrumentos medem a aceleração de um objeto de queda livre em uma câmara de vácuo.
* Eles usam um relógio atômico altamente preciso para medir o tempo necessário para que uma massa de teste cai uma distância específica.
* A partir disso, a aceleração devido à gravidade pode ser calculada usando a equação: g =2d/t² , onde G é a aceleração devido à gravidade, D é a distância que a massa cai e T é o tempo que leva para cair.
* Eles fornecem a medição mais precisa da gravidade, mas são complexos e caros.

2. Gravímetro relativo:

* Esses instrumentos medem a diferença em aceleração gravitacional entre dois locais.
* Eles normalmente usam um sistema de mola, onde a força da gravidade se estende ou comprime uma mola.
* A quantidade de alongamento ou compressão é proporcional à força gravitacional.
* O movimento da mola é medido usando um sensor muito sensível (por exemplo, um sensor óptico).
* Eles são menos precisos do que os gravímetros absolutos, mas são mais portáteis e econômicos.

Aqui está uma explicação simplificada para os Gravímetros relativos:

1. Uma massa de teste é anexada a uma mola dentro do gravímetro.
2. Quando o gravímetro está em um local específico, a mola se estende ou comprimem devido à força da gravidade.
3. Este alongamento ou compressão é medido por um sensor.
4. O deslocamento medido é diretamente proporcional à força gravitacional.
5. As leituras do sensor são então comparadas a um valor conhecido para determinar a diferença na gravidade entre o local atual e o ponto de referência.

Aplicações de gravímetros:

Os gravímetros são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, incluindo:

* Geofísica: Estudando o interior da Terra, mapeando formações geológicas e detectando depósitos minerais.
* Exploração de petróleo e gás: Localizando reservatórios subterrâneos de petróleo e gás.
* Engenharia civil: Avaliando a estabilidade de estruturas e fundações.
* Geodesia: Medir mudanças no campo de gravidade da Terra, que pode ser usado para monitorar mudanças no nível do mar, massa de gelo e outros fenômenos.
* Aplicações militares: Detectando túneis e bunkers subterrâneos.

Resumo:

Os gravímetros medem a aceleração devido à gravidade, que fornece informações valiosas sobre a composição e a dinâmica da Terra. Embora os gravímetros absolutos forneçam as medições mais precisas, os gritos relativos são mais portáteis e econômicos, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações.