- •Вопрос 1. Со и ск. Основные хар-ки мех-го движения. Прямолинейные и криволинейныое движение мт. Скорость и ускорение.
- •Вопрос 2. Движение мт по окружности. Нормальное и тангенциальное ускорение. Связь угловых и линейных хар-к движения.
- •Вопрос 3. Векторные величины. Сложение, вычитание и умножение векторов. Сила и масса. Законы Ньютона.
- •Вопрос 4. Силы при криволинейном движении.
- •Вопрос 5. Закон всемирного тяготения. Зависимость веса тела от высоты над уровнем моря и геог-кой широты. Гравитационное поле.
- •Вопрос 6. Нормальное гравитационное поле и его аномалии.
- •Вопрос 7. Гравитационные явления и процессы.
- •Вопрос 8. Орбитальное движение Земли и ее осевое вращение. Неравномерности вращения Земли и их физическая природа.
- •Вопрос 9. Приливообразующие силы и их геофизическая роль.
- •Вопрос 10. Закон сохранения и изменения количества движения.
- •Вопрос 11. Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.
- •2) Потенциальная энергия тела массы m, находящегося в гравитационном поле другого тела массой м на расстоянии r0 от него.
- •3) Определим потенциальную энергию тела массой m, находящегося на небольшой высоте h над земной поверхностью.
- •Вопрос 12. Гармоническое колебание и его хар-ки. Маятники.
- •Вопрос 13. Энергия колеблющегося тела. Собственные колебания Земли. Сложение гармонических колебаний.
- •Вопрос 14. Волна и ее хар-ки. Продольные и поперечные волны. Принцип Гюйгенса. Интенсивность волны.
- •Вопрос 15. Звуковая волна. Хар-ки звука. Инфразвук и ультразвук. Принцип локации.
- •Вопрос 16. Элементы механики жидкости. Основные определения. Уравнение неразрывности.
- •Вопрос 17. Уравнение Бернулли и его применение для определения статического и динамического давления.
- •Вопрос 18. Основные положения мкт строения вещества. Межмолекулярные силы. Агрегатное состояние вещества.
- •Вопрос 19. Макроскопические системы. Термодинамическое равновесие. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы.
- •Вопрос 20. Газовые законы (Бойля-Мариотта, Гей-Люсака, Авогадро). Уравнение состояния идеального газа.
- •Вопрос 21. Барометрическая формула и распределение Больцмана.
- •Вопрос 22. Явления переноса в газах и жидкостях.Диффузия в газах.
- •Вопрос 23. Явление переноса. Телопроводность.
- •Вопрос 24. Явления переноса в газах и жидкостях. Внутреннее трение (вязкость).
- •Вопрос 44. Мпз. Магнитные полюса Земли. Элементы земного магнетизма. Магнитные карты изогон, изоклин и изодин.
- •Вопрос 45. Межпланетное мп. Солнечный ветер. Магнитосфера Земли. Радиационные пояса Земли.
- •Вопрос 46. Природа геомагнитного поля. Источники энергии геомагнитного поля. Мп в морской и океанической воде.
- •Вопрос 47. Главное магнитное поле Земли и его аномалии.
- •Вопрос 48. Главное и переменное мп Земли. Вариации мп и их природа. Магнитные бури.
- •Вопрос 35. Геоэлектрическое поле Земли. Электрическая проводимость гидросферы, земной коры и её недр.
- •Вопрос 36. Электрическая проводимость атмосферы, ионосферы. Ионосферные слои. Влияние ионосферы на распространение радиоволн.
- •Вопрос 37. Электротеллурическое поле. Региональные и локальные эп земной коры. Вариации меридиональной и широтной напряженноти. Напряженность электротеллурического поля.
Вопрос 6. Нормальное гравитационное поле и его аномалии.
Гравитационное поле Земли имеет сложную структуру, обусловленную неоднородностью вещества земной коры и мантии. Поэтому его принято разделять на две части: нормальное гравитационное поле и остаточное аномальное поле.
Земной эллипсоид наилучшим образом аппроксимирует основную уровенную поверхность Земли – геоид. Этот эллипсоид наз. уровенным эллипсоидом (нормальной Землей). По его параметрам определяют нормальную силу тяжести g0, нормальный потенциал и другие характеристики нормального гравитационного поля.
Реальные значения силы тяжести g, наблюдаемые в различных частях земной поверхности, отличаются от нормального ее значения g0. Разность ga =g – g0 в пункте наблюдений называют аномалией силы тяжести ga (гравитационной аномалией). Величина ga обусловлена залеганием на глубине тяжелых или легких горных пород и руд. Аномалии бывают положительными (“избыток масс”), обычно присущими глубоководным впадинам океанов, и отрицательными – в высокогорных областях материков и в районах залегания легких горных пород и руд.
Обычно на поверхности Земли значение ga составляет несколько десятых долей 1см/с2, достигая иногда и целых единиц в горах и глубоководных впадинах. Так, аномалии силы тяжести в Марианской впадине на глубине 8740 м ga = - 0,244 см/с2, а в свободном воздухе г. Мауна-Кеа (о.Гавайи) для высоты z = 4214 м составляет +0,669 см/с2. Обычно значения ga отражают изменения гравитационного поля при переходе от одного типа земной коры к другому; они не коррелируют с положением материков и океанов; знак ga не меняется на протяжении тысяч км. Чаще всего наблюдается неравенство g ga над морскими и океаническими пространствами, а над материками g ga . Подобные соотношения между реальными (g) и теоретическими (g0) значениями ускорения свободного падения объясняются тем, что сравнительно малая масса воды океанов и морей компенсируется массой горных пород большой плотности (базальт, перидотит, имеющих плотность около 3,3103 кг/м3). На материках под горными хребтами залегают, видимо, породы малой плотности. Все это означает, что на изменение g влияет геологическое строение района, т.е. неравномерное распределение плотностей масс внутри Земли.
Распределение аномалий силы тяжести по всей Земле дается на специальных картах. Наиболее мощная аномалия расположена в северной части Индийского океана вблизи полуострова Индостан. Здесь же располагается минимум геоида.
Ускорение силы тяжести обычно считают направленным к центру Земли по радиусу. Однако над местами сосредоточения аномальных масс вещества в недрах планеты наблюдается отклонение величины g от указанного направления. Для их выявления измеряют вертикальную и горизонтальную составляющие вектора g по меньшей мере в двух точках, а его направление определяют по изменению силы тяжести и отклонению отвеса. Точка пересечения таких векторов является центром возмущающих масс. Если тело имеет сферическую форму, то его центр располагается точно в точке пересечения векторов, а при сплюснутой форме – выше точки.
Такие исследования важны прежде всего в морской съемке, поскольку основные аномалии геоида располагаются в толще океана. Исследователи считают, что массы, вызывающие океанические аномалии, обусловлены неоднородностями, расположенными на глубинах 400 – 900 км. Так, отрицательная аномалия Индийского океана связана с разуплотнением масс вещества мантии, обусловленного перемещением полуострова Индостан в процессе дрейфа материков. Продвигаясь на север, он оставил под собой вещество, менее плотное, по сравнению с составляющим соседние регионы. В результате и возникла здесь самая мощная аномалия.
При продвижении в глубь Земли сила тяжести изменяется и в центре Земли уменьшается до нуля. Изменение силы притяжения с глубиной z можно описать формулой F = 0,3086z – 0,0838z,
из которой следует, изменение силы притяжения под земной поверхностью материков происходит пропорционально не только глубине, но и плотности среды . При этом в слоях небольшой плотности ( 2,2 г/см3) первый член этого выражения больше второго, и потому при углублении примерно до 3000 км (граница мантии и железистого ядра) сила тяжести возрастает (g достигает максимума =10,68 м/с2). Но по мере дальнейшего роста z плотность ядра плавно увеличивается и вследствие этого уменьшается сила тяжести. В центре земного шара сила притяжения по всем радиусам одинакова и g = 0.