الهدف من التعجيل الارضي بولسطة نابض الحلزوني هو تحديد قيمة التعجيل الارضي g، والذي يُعرف بأنه التسارع الذي يؤثر على الأجسام في مجال الجاذبية الأرضية. ويُستخدم هذا القياس في العديد من التطبيقات العلمية والهندسية، مثل تحديد كتل الأجسام، وقياس القوى، وتصميم الهياكل.
ويتم تحديد قيمة التعجيل الارضي باستخدام نابض حلزوني من خلال إجراء تجربة تعتمد على قانون هوك، والذي ينص على أن القوة التي يبذلها النابض تتناسب طردياً مع الإطالة التي يتعرض لها.
في هذه التجربة، يتم تعليق كتلة ثقيلة من نابض حلزوني، ثم يتم ملاحظة التغير في طول النابض. وبناءً على قانون هوك، يمكن حساب قيمة التعجيل الارضي من العلاقة التالية:
g = 4π^2 * k / m
حيث:
- g هو التعجيل الارضي
- k هو ثابت النابض
- m هي كتلة الجسم المعلق
وفيما يلي شرح لهذه العلاقة:
- 4π^2 هو ثابت يعتمد على خصائص النابض
- k هو ثابت النابض، وهو يمثل القوة التي يبذلها النابض لكل وحدة طول
- m هي كتلة الجسم المعلق، وهي التي تتسبب في إطالة النابض
عند إجراء التجربة، يتم تحديد قيمة ثابت النابض k باستخدام وزن معروف. ثم يتم تعليق كتلة غير معروفة من النابض، ويتم ملاحظة التغير في طول النابض. وبناءً على هذه القياسات، يمكن حساب قيمة التعجيل الارضي باستخدام العلاقة المذكورة أعلاه.
وتتميز هذه التجربة بأنها بسيطة وسهلة التنفيذ، كما أنها دقيقة نسبياً.