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万有引力常数G的精确测量用得较多的是扭秤周期法,但各测量小组的结果在其误差范围内并不吻合,这说明目前实验中存在尚未被认识的系统误差,从卡文迪许使用扭秤测G开始,就有一个基本假设是:扭丝的扭转弹性系数是一个常量。1995年,Kuroda提出:由于扭丝的滞弹性,扭转弹性系数不是一个常量,它随频率而变化。这就有必要考虑滞弹性带来的误差。
滞弹性描述的是当物体承受应力时,它并不立即产生根据胡克定律所应当达到的应变,而是随着时间的推移缓缓地达到这个应变,当撤去应力时,所产生的应变并不立即而是缓缓地回复到零值,也就是说应变和应力有一个相位差。
本文主要是从金属材料的内耗理论及其力学性质出发,在测G理论基础上对滞弹性效应进行研究,考虑滞弹性效应对万有引力常数G的测量的影响。本文分析了近年来检验滞弹性的两个实验,发现他们的实验并不能支持其结论,Kuroda等人实验中存在背景场作用力改变的问题,Bagley和Luther实验中存在温度以及多种因素影响Q值的问题。再根据滞弹性模型,设计实验检验滞弹性是否是影响系统品质因数的主要原因,并进行理论分析。