铅垂线

更新时间:2024-04-02 09:54

铅垂线,是指物体重心与地球重心的连线(用圆锥形铅垂测得)。多用于建筑测量。用一条细绳一端系重物,在相对于地面静止时,这条绳所在直线就是铅垂线,又称重垂线地球重力场中的重力方向线。它与水准面正交,是野外观测的基准线。悬挂重物而自由下垂时的方向,即为此线方向。包含它的平面则称铅垂面

垂线和铅垂线

当两条直线相交所成的四个角中,有一个角是直角时,就说这两条直线互相垂直,其中的一条直线叫做另一条直线的垂线

注意到垂线的定义中,只是规定了两直线交角的大小(90°),并没有规定两条直线的位置如何。也就是说,不论一条直线的位置如何,只要另一条与它的交角是90°,其中任何一条直线就是另一条直线的垂线。

事实上,老师在讲“垂线”的概念时,总喜欢用铅垂线引入。说瓦工师傅砌墙时,为了使墙砌得与地面垂直,先吊一根铅垂线,即用一根细线吊一个重锤,重锤由于地球引力,呈与地面水平线垂直的状态下垂。这时,铅垂线与水平线互相垂直。

这样的引入是很生动的,有助于同学对垂直概念的理解。但是,由于水平线、铅垂线的位置特殊,也给学生带来一些副作用,今后一提到垂线,总以为处于铅垂线的状态,从而使垂线的概念特殊化了。

铅垂线测垂直

判断物体是否与地面垂直,可用铅垂线法,即一根线加上一个重物。此重物人们称为铅锤,铅锤受重力作用,即受万有引力的一个分力作用,让线与地面垂直,成90度角度。铅锤重量的大小与垂直线垂直度无关,如1公斤重的铅锤与10公斤重的铅锤形成的垂直线的垂直度一样,均是90度。还有,一般情况下不考虑相对论效应,当铅锤的傍边有重物也不能影响垂直度,如在山脚下的铅垂线,铅锤旁边是一座山,对垂直度也没有影响。

意义

铅垂线的变化,是天文学和大地测量学中一个尚未解决的问题。地面光学天文观测是以仪器所在地的铅垂线作为测量的参考的,如果铅垂线存在尚未改正的变化,那么这种变化对以往所有测量结果的影响都有待于进一步的修正。

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