goniómetro es un aparato en forma de semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir o construir ángulos. Este instrumento permite medir ángulos entre dos objetos, tales como dos puntos de una costa, o un astro, generalmente el Sol, y el horizonte. Con este instrumento, si el observador conoce la elevación del Sol y la hora del día, puede determinar con bastante precisión la latitud a la que se encuentra mediante cálculos matemáticos sencillos de efectuar.
El nombre más común del goniómetro es sextante, un instrumento que reemplazó al astrolabio en la medición de la posición de un buque.
Entre los goniómetros están incluidos también los taquímetros y los teodolitos.
grafómetro es un instrumento que se emplea para la medición de los ángulos en operaciones topográficas.
Se compone de un semicírculo o limbo de cobre dividido exactamente en 180 partes iguales, que se llaman grados, de dos reglas de cobre, la una móvil y la otra fija y de una rodilla. La regla fija es el diámetro del círculo; la regla móvil se llama alidada y gira por el punto medio de la regla fija que debe ser el centro del círculo y sirve para indicar los grados de abertura de los ángulos. A cada una de las etxremidades de las reglas se halla una pequeña placa que se llaman pínulas, a través de las cuales se dirige el rayo visual: muchas veces en lugar de pínulas lleva un anteojo para observar mejor los objetos a grandes distancias.
A las extremidades de la regla móvil y sobre una plancha que se aplica exactamente sobre el limbo, se ha marcado un punto que corresponde a la hendidura de la pínula. Se marcan divisiones que, según el modo con que se corresponden con las del semicírculo dan las subdivisiones de los grados de cinco en cinco o de diez en diez minutos etc. Esta división se llama Nonius o Vernier.
Con la medida de los ángulos se debe preferir girar el semicírculo de modo que se oponga al ángulo que se quiere medir: la operación es muy fácil y se obtiene de este modo el ángulo opuesto.
El pie del grafómetro es de una sola pieza o de tres pies. Antes de medir el ángulo conviene colocar bien a plomo el pie y tener el limbo bien horizontal. Cuando nos servimos del trípode conviene tener una plomaday hacer corresponder por una vertical la parte superior del trípode donde está la nuez del grafómetro con el punto cuyo ángulo se quiere medir.
Gravímetro o gravitómetro es un instrumento utilizado en gravimetría para medir el campo gravitacional local de la Tierra. Un gravímetro es un tipo de acelerómetro especializado en medir la constante aceleración descendente de la gravedad, la cual varía alrededor de un 0.5% sobre la superficie terrestre. Aunque funcionan con el mismo principio de diseño de los acelerómetros, los gravímetros están diseñados para ser más sensibles con el fin de medir los pequeños cambios dentro de la gravedad de la Tierra de 1g, causados por estructuras geológicas cercanas o por la propia forma de la Tierra. Esta sensibilidad significa que los gravímetros son susceptibles a vibraciones externas incluyendo el ruido, el cual tiende a causar aceleración oscilatoria. En la práctica, esto es contrarrestado por el aislamiento vibratorio integral y el procesamiento de la señal. Por lo general, las limitaciones en la resolución temporal son menores para los gravímetros, de tal forma que la resolución puede ser aumentada procesando los datos de salida con una mayor constante de tiempo. Los gravímetros usan la medida gal, en lugar de las medidas comunes de aceleración.
Los gravímetros se utilizan en la exploración de petróleo y minerales, sismología, geodesia, arqueología, estudios de aguas subterráneas, análisis geofísicos y otras investigaciones geofísicas.
Existen dos tipos de gravímetros: relativos y absolutos. Los absolutos miden la gravedad local en unidades absolutas, los gals. Los relativos comparan el valor de la gravedad en un punto en relación con otro. Estos deben ser calibrados en una ubicación donde exista un valor de gravedad exacto y conocido para después ser transportados al sitio donde se desea realizar la lectura. Así, la gravedad es medida en ambos puntos.
Los primeros gravímetros absolutos fueron los péndulos que permiten conocer el valor de la gravedad a través de la medición de períodos de oscilación del péndulo. Estos instrumentos dejaron de emplearse a mediados de 1900 cuando se empiezan a construir los primeros gravímetros de caída libre. Hoy en día los gravímetros absolutos tienen una forma compacta para facilitar su uso en exteriores. Trabajan midiendo la aceleración de una masa en caída libre a través de un vacío mientras un acelerómetro está fijo en el suelo. La masa incluye un retro reflector el cual atraviesa el haz de un interferómetro Michelson. Se puede medir la velocidad de la masa contando los tiempos de las interferencias. Un nuevo método consiste en “levantar y tirar” el cual lanza la masa hacia arriba y mide las velocidades de ascenso y descenso. Esto permite evitar algunos errores de lectura. Los gravímetros absolutos se utilizan para calibrar los gravímetros relativos y para establecer una red de control vertical.
Gravímetros relativos[editar]
Los gravímetros relativos más comunes funcionan con resortes. Se utilizan en análisis gravitacionales de áreas grandes para establecer la figura del geoide sobre estas. Un gravímetro de resorte es, básicamente, una pesa colgando de un resorte en la cual se mide el alargamiento de este con el fin de conocer la gravedad local. La resistencia del resorte debe ser calibrada ubicando el instrumento en un punto con una aceleración gravitacional conocida.
Los gravímetros relativos más exactos son los gravímetros superconductores, que funcionan suspendiendo una esfera superconductora diamagnética de niobio enfriada con helio líquido en un campo magnético extremadamente estable. La corriente necesaria para generar el campo magnético en el cual está suspendida la esfera de niobio es proporcional al campo gravitacional terrestre. El gravímetro superconductor alcanza niveles extraordinarios de exactitud hasta de un nanogal, es decir, la milésima parte de una mil millonésima de la gravedad terrestre. En una sorprendente demostración de la exactitud del gravímetro superconductor, Virtanen (2006)1 describe cómo uno de estos instrumentos ubicado en Metsähovi, Finlandia, detecta el incremento gradual de la gravedad en la superficie mientras unos trabajadores limpian la nieve del techo de su laboratorio.
También existen los gravímetros relativos transportables, que emplean una plataforma de inercia sumamente estable para compensar los efectos del movimiento y la vibración, todo un logro de ingeniería. Según reportes, los primeros gravímetros relativos transportables eran una tecnología militar secreta desarrollada en las décadas de 1950 a 1960 como auxiliar en la navegación de submarinos. Más adelante, en la década de 1980, estos gravímetros fueron rediseñados por el sector civil para ser usados en barcos, después en aeronáutica y, por último, para llevar a cabo análisis gravitatorios vía satélite.
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