
- •Решение прямой задачи для тел простейшей формы
- •Тела простейшей формы. Что это такое?
- •1. Однородный по плотности шар
- •Для кривой вертикального градиента силы тяжести Vяя, или для вертикальной компоненты z магнитного поля:
- •Для аномалии Vz , т.Е. Для аномалии силы тяжести:
- •Аномальное поле шара:
- •Аномальное поле горизонтального цилиндра, направленного вдоль оси у:
- •3. Вертикальная материальная линия (тонкий вертикальный стержень)
Аномальное поле шара:
Аномальное поле горизонтального цилиндра, направленного вдоль оси у:
3. Вертикальная материальная линия (тонкий вертикальный стержень)
Рассуждая так же, как и в случае горизонтальной линии, и, соответственно, интегрируя от 1 до 2 при dl = d и полагая затем = = y = z = 0, получим:
.
При 2 , т.е. когда нижний конец (край) нити залегает существенно глубже верхнего, имеем:
.
Для остальных производных гравитационного и магнитного потенциалов получим:
При z2®¥:
.
.
Для магнитного поля:
.
.
Здесь
– магнитные массы полюсов ( S
– площадь поперечного сечения стержня.
Исходим именно из площади стержня, а не
длины, как в горизонтальном, потому, что
«вектор» действия стержня теперь
другой).
При 2
.
.
Для магнитного поля:
.
.
Сравним выражение для Z(x,0,0) c выражением Vz(x,y,0) или лучше Vz(x,0,0) для шара:
.
Из этого сравнения становится понятным
физический смысл понятия магнитной
массы m
полюсов цилиндра – это «то же самое»,
что гравитационная масса (одиночного
шара) в гравиметрии.
Для решения обратной задачи рассчитаем x1/2 :
,
откуда из выражения
имеем:
.
В результате, имеем:
и
.
В случае вертикального цилиндра не всегда безразличен (по отношению к расчетам) его радиус R. В общем случае имеем: для точек конечного (2 ) оси цилиндра, т.е. при x = 0 для максимума аномалии (Vz)max получаем:
. ()
Нетрудно после этого записать формулу для (Vz)max для кольца с внешним радиусом
Rвнешн = R2 и внутренним радиусом Rвнутр = R1:
Полагая в ()
, т.е. в формуле для диска,
, получим:
,
– (),
т.е. не зависящее от x
и y поле (аномалию) от
плоского (плоскопараллельного)
горизонтального бесконечного слоя
мощностью
.
Частные случаи для конечного вертикального цилиндра :
а) при
и
R
на оси цилиндра
имеет место:
,
где – поверхностная
плотность диска,
– телесный угол видимости диска (с точки
наблюдения);
б) при
и, соответственно,
= 2 получаем:
,
что совпадает с ().