Гравитационное поле и фигура Земли. Внешнее гравитационное поле Земли с учётом её несферичности
Фигура и гравитационное поле (ГП) Земли, их связь. Потенциал ГП как скалярная функция координат, численно равная работе, которую производит поле при переносе точечной единичной массы. Гравитационные аномалии как отклонения реальных значений от расчётных.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.03.2019 |
| Размер файла | 14,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БГТУ имени В.Г.Шухова Белгород, Россия
Гравитационное поле и фигура Земли. Внешнее гравитационное поле Земли с учётом её несферичности
Захарчев С.В., Андреева Н В.
Фигура и гравитационное поле Земли тесно взаимосвязаны и их изучение представляет собой по существу одну задачу. Сложная структура гравитационного поля, обусловленная неправильностями фигуры Земли и особенностями распределения плотностей масс, создает значительные трудности при определении потенциала силы тяжести W.
То, что Земля должна быть сплюснута вдоль полярной оси и иметь форму эллипсоида вращения, впервые предсказал И. Ньютон. Это предположение было подтверждено в 30-х годах XVIII в. специально созданными экспедициями французских геодезистов. Сплюснутость Земли обусловлена вращением планеты вокруг собственной оси и пластичностью слагающего её вещества. Если бы вещество планеты было жидкостью с однородной плотностью и находилось бы в состоянии гидростатического равновесия, то под действием гравитационных и центробежных сил оно приобрело бы форму идеального эллипсоида вращения. Такой эллипсоид называется сфероидом или референц-эллипсоидом. Увеличение плотности к центру, что характерно для реальной Земли, приводит к отклонению её поверхности от поверхности идеального референцэллипсоида не более чем на 3 м. Состояние Земли также несколько отличается от гидростатического равновесия: современное экваториальное вздутие планеты несколько больше того, каким оно должно было быть при полном равновесии. За физическую модель Земли при этом принимают так называемый уровенный эллипсоид вращения, внешняя поверхность которого является уровенной и сила тяжести в каждой точке ее направлена по нормали к ней. Центр уровенного эллипсоида совмещают с центром масс Земли, а ось его вращения -- с осью вращения Земли. Гравитационное поле, создаваемое уровенным эллипсоидом на его поверхности и во внешнем пространстве, называют нормальным гравитационным полем, а силу тяжести -- нормальной и обозначают буквой у.[2] гравитационный поле аномалия земля
Обладая определённой массой, Земля создаёт вокруг себя силы притяжения -- гравитационное поле. Под гравитационным полем Земли понимается поле силы тяжести (ускорения силы тяжести), которая определяется как составляющая двух основных сил: силы притяжения Земли и центробежной силы, вызванной её суточным вращением. Влияние других факторов (притяжения Луны, Солнца и других небесных тел и масс атмосферы) на значение силы тяжести учитывается соответствующими поправками.
Гравитационное поле характеризуется силой тяжести, потенциалом силы тяжести и различными производными от него. Потенциал гравитационного поля - скалярная функция координат, численно равная работе, которую производит поле при переносе точечной единичной массы из какой-либо начальной точки в данную точку. Практически точечными можно считать объекты, размеры которых много меньше расстояния между ними. Эта работа не зависит от пути. Обычно в качестве начальной берут точку, находящуюся на бесконечно большом расстоянии от масс, создающих гравитационное поле. В международной системе СИ единица ускорения силы тяжести имеет размерность мЧс-2, а потенциала - м2Чс-2. Полное значение ускорения силы тяжести на поверхности Земли составляет около 980 гал. На экваторе оно за счёт противодействующего влияния центробежной силы вращающейся Земли несколько меньше этой величины; на полюсах, где центробежных сил нет,-- больше. Гравиметрические исследования сводятся обычно к сравнению реальных значений ускорения силы тяжести с расчётными значениями, вычисленными для разных точек поверхности референц-эллипсоида. Отклонения реальных значений от расчётных называются гравитационными аномалиями. Перед тем как сравнивать реальные и расчётные величины, в наблюдённые данные вносят определённые поправки. Поэтому при интерпретации гравиметрических материалов, исследуется не один, а три вида аномалий: 1 -- аномалии в «свободном воздухе» (в измеренные значения внесена поправка за свободный воздух, учитывающая изменение силы тяжести, обусловленное удалением точки наблюдения от поверхности сфероида) ; 2 -- аномалии Буге (внесены поправки за «свободный воздух», за реальную топографию местности и специальная поправка Буге, учитывающая гравитационное влияние масс в слое, заключённом между уровнем моря и точкой наблюдения); 3 -- изостатические аномалии, которые получаются в результате вычитания гравитационного эффекта структурных и плотностных неоднородностей коры из аномалий Буге.[3]
Изучение гравиметрических данных позволило получить многие дополнительные сведения о Земле и её макроструктурных компонентах. В частности, с помощью гравиметрии была вычислена средняя плотность земной коры; выявлена и количественно охарактеризована латеральная плотностная неоднородность земной коры; доказано наличие плотностной неоднородности в мантии; подтверждено открытое геодезистами гидростатически уравновешенное состояние планеты в целом и земной коры в отдельности (явление изостазии) и, наконец, выявлены на Земле зоны, где изостазия в той или иной мере нарушена и где, следовательно, глубинные процессы, активно проявляясь в настоящее время, вывели земные массы из состояния равновесия. [1]
Список литературы
1. В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»
2. Интернет-ресурс http://geodetics.ru
3 Веселов К. Е. Гравитационное поле и геологическое развитие Земли. Советская геология. 1976. N. 5. C. 70-80.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Гравитационное взаимодействие как первое взаимодействие, описанное математическлй теорией. Небесная механика и некоторые её задачи. Сильные гравитационные поля. Гравитационное излучение. Тонкие эффекты гравитации. Классические теории гравитации.
презентация [1,8 M], добавлен 05.09.2011Магнитное поле Земли и его характеристики. Понятие геомагнитных возмущений и их краткая характеристика. Механизм возмущения магнитного поля Земли. Влияние ядерных взрывов на магнитное поле. Механизм влияния различных факторов на геомагнитное поле Земли.
контрольная работа [30,6 K], добавлен 07.12.2011Гравитационное поле и его свойства. Направленность гравитационных сил, силовая характеристика гравитационного поля. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Понятие силы Лоренца, определение ее модуля и направления. Расчет обобщенной силы Лоренца.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 31.01.2013Первоначальное событие бытия. Элементарный объем и масса. Потенциальная и кинетическая составляющие массы. Статическая часть массы. Взаимосвязь массы и вещества. Мерность массы, энергия и поле. Гравитационное поле как кинетическая масса симметричных масс.
научная работа [4,7 M], добавлен 27.02.2010Характеристика постоянных магнитов – тел, сохраняющих длительное время намагниченность. Магнитное поле и полюса магнитов, искусственные и естественные магниты. Исследование магнитного поля Земли. Компас и его применение. Причины полярного сияния.
презентация [2,0 M], добавлен 06.11.2012Изучение геофизических и магнитных полей Земли, влияние их на атмосферу и биосферу. Теория гидромагнитного динамо. Причины изменения магнитного поля, исследование его с помощью археомагнитного метода. Передвижение и видоизменение магнитосферы планеты.
реферат [19,4 K], добавлен 03.12.2013Четыре типа взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, ядерное (сильное), слабое. Фундаментальные свойства зарядов. Закон Кулона. Напряженность поля. Теорема Гаусса. Дифференциальная формулировка закона Кулона. Объемная плотность заряда шара.
реферат [87,3 K], добавлен 21.10.2013История открытия магнитного поля. Источники магнитного поля, понятие вектора магнитной индукции. Правило левой руки как метод определения направления силы Ампера. Межпланетное магнитное поле, магнитное поле Земли. Действие магнитного поля на ток.
презентация [3,9 M], добавлен 22.04.2010Геомагнитное поле земли. Причины возникновения магнитных аномалий. Направление вектора напряженности земли. Техногенные и антропогенные поля. Распределение магнитного поля вблизи воздушных ЛЭП. Влияние магнитных полей на растительный и животный мир.
курсовая работа [326,4 K], добавлен 19.09.2012История магнита и магнитного компаса. Применение магнитов. Жидкий магнит. Магнитное поле Земли и последствие его возмущений. Электромагнетизм. Магнитное поле в веществе (магнетики). Наблюдение зависимости намагничивания железа от температуры.
реферат [55,5 K], добавлен 01.03.2006Движение материальной точки в поле тяжести земли. Угловое ускорение. Скорость движения тел. Закон Кулона. Полная энергия тела. Сила, действующая на заряд. Поверхностная плотность заряда. Электростатическое поле. Приращение потенциальной энергии заряда.
контрольная работа [378,0 K], добавлен 10.03.2009Понятие гравитационного поля как особого вида материи и его основные свойства. Сущность теории вихревых полей. Определение радиуса действия гравитационного поля. Расчет размеров гравитационных полей планет, их сравнение с расстоянием между ними.
реферат [97,9 K], добавлен 12.03.2014Уравнение Кеплера и движение вдоль орбиты. Задача двух тел: движение одного тела относительно другого и относительно центра масс. Формулировка ограниченной задачи трех тел. Движение в поле тяготения Земли. Условия появления искусственных спутников Земли.
презентация [447,3 K], добавлен 28.09.2013Электромагнитное поле как особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Электрическое поле покоящегося заряда. Преобразование Лоренца. Поле релятивистского и нерелятивистского заряда.
контрольная работа [380,0 K], добавлен 23.12.2012Изучение сути закона Кулона - закона взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц. Электрическое поле и линии его напряженности. Проводники и изоляторы в электрическом поле. Поляризация изоляторов (диэлектриков), помещенных в поле.
контрольная работа [27,3 K], добавлен 20.12.2012Электрическое поле Земли. Атмосферики, радиоизлучения Солнца и галактик. Физические основы взаимодействия электромагнитных полей с биологическими объектами. Главные преимущества и недостатки лазеротерапии. Глубина проникновения волн в различные ткани.
курсовая работа [179,2 K], добавлен 16.05.2016Ускорение на поверхности Земли. Астрономо-гравиметрическое нивелирование. Спутниковая альтиметрия. Карта аномалий силы тяжести, рассчитанная по модели EGM2008. Формула Стокса. Аномалии силы тяжести. Применение спутниковой альтиметрии в батиметрии.
контрольная работа [52,8 K], добавлен 17.04.2014Динамика частиц, захваченных геомагнитным полем, ее роль в механизме динамики космического изучения в околоземном пространстве. Геометрия радиационных поясов Земли. Ускорение частиц космического излучения. Происхождение галактических космических лучей.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.06.2015Основные свойства постоянных магнитов. Причины намагничивания железа при внесении его в магнитное поле. Элементарные электрические токи. Магнитное поле постоянных магнитов. Взаимодействие магнитов между собой. Магнитное поле постоянного магнита.
презентация [364,4 K], добавлен 13.04.2012Механізм намагнічування, намагнічуваність речовини. Магнітна сприйнятливість і проникність. Циркуляція намагнічування, вектор напруженості магнітного поля. Феромагнетики, їх основні властивості. Орбітальний рух електрона в атомі. Вихрове електричне поле.
реферат [328,2 K], добавлен 06.04.2009
