Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекция 12.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
17.09.2019
Размер:
207.36 Кб
Скачать

2. Гравитационное поле Земли.

2.1. Общие сведения.

Между любыми двумя телами (частицами) в природе всегда происходит взаимное притяжение. Физическое поле этого взаимодействия носит название поля тяготения, или так называемого гравитационного поля (от лат. gravitus – тяжесть).

Впервые закон всемирного тяготения сформулировал И Ньютон в 1687 г. Этот закон имеет универсальный характер, так как притяжение, или «тяготение», присуще всем телам; оно проникает сквозь небесные тела так же свободно, как если бы этих тел не существовало.

Основными измеряемым элементом гравитационного поля Земли является ускорение свободного падения. По этим данным определяют форму Земли, они используются в астрономо-геодезических измерениях при определении высот пунктов и вычислении астрономо-геодезических уклонений отвеса. Элементы гравитационного поля Земли широко используют в гравиметрической разведке, навигации, метрологии и при решении целого ряда задач во многих других областях науки и техники.

2.2. Сила тяжести.

(2.1)

где: F – сила притяжения между точками А и В

G – коэффициент всемирного притяжения или гравитационная постоянная, численно равна силе, с которой притягиваются два материальных тела с массами в 1 г. на расстоянии 1 см. Это природная фундаментальная физическая постоянная

G =(6,67259 ±0,00085)10-11 м/кгс в системе GODATA 1986 г.

На единицу точечной массы, связанной с Землей, одновременно действуют три силы, геометрическая сумма которых, или их равнодействующая, носит название силы тяжести (g):

g = F+Q+F´ (2.2)

где F – сила притяжения между точкой и всей массой Земли;

Q – центробежная сила, возникающая вследствие суточного вращения Земли вокруг своей оси;

F´– сила притяжения небесных тел.

Сила F´определяют по зависимости (2.1). Ее числовое значение и направление непрерывно изменяются (из-за смены взаимного положения Земли и небесных тел), и это ведет к приливным изменениям g. Для исключения F´в результаты измерений обычно вводят специальную поправку F´< F·10–7 и её влияние учитывается лишь при сверхточных измерениях.

2.2.1. Сила земного притяжения.

Сила определяется распределением масс в теле Земли и ее формой. Если в первом приближении принять Землю за шар, состоящий из концентрических слоев постоянной плотности, то сила будет направлена к центру Земли и подчиняется закону

Где М и m – соответственно масса Земли точки;

R – радиус Земли

Сила притяжения, согласно закону всемирного тяготения, зависит от величины притягивающей массы и от расстояния до каждой отдельной частицы массы. Чем больше притягивающая масса, тем притяжение сильнее. Если расстояние уменьшается вдвое, притяжение возрастает в четыре раза. При увеличении же расстояния, например, в три раза, притяжение становится слабее в девять раз, изменяясь по закону обратного отношения квадратов расстояний.

Суммарное действие притяжения в данной точке складывается из притяжения, вызываемого бесконечным множеством элементарных частиц массы Земли. Это действие в точках; расположенных на поверхности Земли, направлено примерно к ее центру (фиг. 21) Если бы Земля не вращалась и имела точную форму шара и если бы при том заполняющие такой шар массы были одинаковой плотности или располагались в виде концентрических слоев с плотностью, меняющейся от слоя к слою, но с постоянной плотностью внутри каждого отдельного слоя, то направление силы тяжести точно совпадало бы с направлением к центру шара, причем величина ее была бы постоянной для всех точек его поверхности. Сила притяжения реальной Земли, вследствие отступления ее формы от формы шара, увеличивается от экватора к полюсам. Это опять-таки является следствием закона всемирного тяготения: земной шар, как известно, сжат от полюсов к экватору, и расстояние от центра Земли до полюсов примерно на 21 км меньше, чем до экватора, где оно равно около 6378 км.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]