Розрахунок нормального гравітаційного поля для заданої місцевості
Проведено розрахунок нормального гравітаційного поля для заданих координат і побудувано відповідний графік. Для цих же точок визначено лінійну швидкість обертання Землі і побудувано графік. Визначено та встановлено залежність сили тяжіння від висоти.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 04.12.2020 |
| Размер файла | 377,4 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/
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
Кафедра ГБГ
Лабораторна робота
Розрахунок нормального гравітаційного поля для заданої місцевості
Виконала ст.гр. ГЗ-19-1К
Торко Оксана
Перевірив доц.кафедри ГБГ
Багрій С.М.
Івано-Франківськ
2020
Метою роботи є дослідження зміни нормального гравітаційного поля в залежності від географічних координат.
Завдання роботи - розрахувати нормальне гравітаційне поле для заданих координат і побудувати графік. Для цих же точок визначити лінійну швидкість обертання Землі і побудувати графік.
Гравітаційне поле Землі - це поле сили тяжіння. Силою тяжіння називають рівнодійну двох сил - сили ньютонівського притягання всією масою Землі та центробіжної сили, що виникає за рахунок добового обертання Землі . За законом Ньютона сила взаємодії двох точкових мас i , що розміщені на віддалі , записується формулою:
, (1)
де - гравітаційна стала, яка в системі СІ дорівнює 6,67·10-11 м3/кг·с
У першому наближенні сила притягання Землею любої маси визначається за формулою:
, (2)
де - маса Землі; - відстань між центром Землі та центром маси .
Центробіжна сила, яка виникає за рахунок добового обертання Землі, направлена вздовж радіуса , перпендикулярного до вісі обертання, і розраховується за формулою:
, (3)
де - кутова швидкість.
Варто відмітити, що проміжок між двома проходженнями Сонця через місцевий меридіан дорівнює 24 год або (24 год 60 хв 60 с) = 86400 с. Але швидкість обертання Землі необхідно визначати не за Сонцем, а за зірками. За рахунок переміщення Землі по орбіті сонячна доба на 1/365 частину більше зіркової. Тому для обчислення кутової швидкості (с-1) потрібно брати добу, що дорівнює 86164 с, тобто
(4)
Як відомо, радіус Землі на екваторі становить =6378160 м, а на полюсах =6356777 м. Знаючи радіус у відповідній точці землі, можна знайти довжину кола
(м). (5)
Тоді швидкість обертання Землі можна визначити за форму-лою
(м/с), (6)
де =86164 с.
Прискорення сили тяжіння дорівнює геометричній сумі прискорень притягання та центробіжного. У гравіметрії часто користуються не прискоренням сили тяжіння, а просто кажуть «сила тяжіння». Одиницею сили тяжіння в системі СІ є м/с2, або позасистемна одиниця Гал. 1 Гал = 1 см/с Така назва принята в честь італійського вченого Г. Галілея, який уперше виміряв прискорення сили тяжіння. На практиці використовується в 1000 раз менша одиниця, яка має назву мілігал (мГл).
Розподіл сили тяжіння на поверхні землі називається нормальним значенням сили тяжіння. Для обчислення нормального значення сили тяжіння користуються формулою Р.Ф. Гельмерта
(7)
де - географічна широта (у градусах) точки, для якої визначається нормальне значення сили тяжіння; - нормальне значення сили тяжіння (мГл).
Але сила тяжіння залежить від висоти над рівнем моря, яка визначається за формулою
, (8)
де - висота точки спостереження над рівнем моря (м), і називається поправкою Фая або поправкою за висоту. Якщо пункти спостереження знаходяться вище рівня моря, то дана поправка вводиться з додатнім знаком.
Поправка за притягання проміжного шару, що розташований між точкою спостереження та поверхнею приведення, називають редукцією Буге. Вона визначається за формулою
, (9)
де - густина проміжного щару (г/см3); - висота над рівнем моря (м).
Сума цих двох поправок називається повною поправкою Буге
. (10)
На практиці найбільше значення мають аномалії Буге, які розраховують з урахуванням всіх поправок
, (11)
де - спостережене значення сили тяжіння (мГл).
Порядок виконання роботи:
Розраховані значення сили тяжіння
|
g |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
|
|
V0 |
964,03 |
964,18 |
964,63 |
965, 32 |
966,16 |
967,05 |
967,89 |
968,61 |
969,06 |
969,21 |
Графік залежності нормального значення сили тяжіння від широти
На даному графіку ми можемо побачити,що в залежності від заданої широти сила тяжіння поступово збільшується.
Швидкість обертання Землі становить - 0,011 м/с
Нормальне значення сили тяжіння для Праги становить 967,07 мГл
Залежність сили тяжіння від висоти
|
Висота |
Сила тяжіння |
Висота |
Сила тяжіння |
Висота |
Сила тяжіння |
|
|
0 |
0 |
3500 |
1080,1 |
7000 |
2160,2 |
|
|
500 |
154,3 |
4000 |
1234,4 |
7500 |
2314,5 |
|
|
1000 |
308,6 |
4500 |
1388,7 |
8000 |
2468,8 |
|
|
1500 |
462,9 |
5000 |
1543 |
8500 |
2623,1 |
|
|
2000 |
617,2 |
5500 |
1697,3 |
9000 |
2777,4 |
|
|
2500 |
771,5 |
6000 |
1851,6 |
9500 |
2931,7 |
|
|
3000 |
925,8 |
6500 |
2005,9 |
10000 |
3086 |
гравітаційне поле місцевість тяжіння
Висновок
Під час обрахунку даної лабораторної я визначила швидкість обертання Землі від екватора до полюса, також навчилась вираховувати нормальне значення сили тяжіння для різних міст, вирахувала та встановила залежність сили тяжіння від висоти.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розгляд пружньої деформації одностороннього розтягування стрижня. Поняття сили тертя. Сили тяжіння, закон всесвітнього тяжіння. Дослідження гравітаційного поля як особливого виду матерії, за допомогою якого здійснюється взаємне тяжіння тіл. Доцентрова сил
реферат [210,1 K], добавлен 04.06.2009Розрахунок дифузійного p-n переходу. Визначення коефіцієнта дифузії та градієнта концентрацій. Графік розподілу концентрації домішкових атомів у напівпровіднику від глибини залягання шару. Розрахунок вольт-амперної характеристики отриманого переходу.
курсовая работа [675,8 K], добавлен 18.12.2014Графік залежності механічної постійної часу від коефіцієнта амплітудного керування для асинхронного двох обмоткового двигуна. Розрахунок механічних та регулювальних характеристик заданих двигунів, електромагнітної й електромеханічної постійної часу.
контрольная работа [504,1 K], добавлен 29.04.2013Історія магнітного поля Землі, його формування та особливості структури. Гіпотеза походження та роль даного поля, існуючі гіпотези та їх наукове обґрунтування. Його характеристики: полюси, меридіан, збурення. Особливості змін магнітного поля, індукція.
курсовая работа [257,4 K], добавлен 11.04.2016Розрахунок витрати теплоти. Вибір теплоносія, його параметрів. Схеми теплопостачання і приєднання. Розрахунок теплової мережі. Графік тисків у водяних теплових мережах, компенсація втрат в насосній установці. Таблиця товщин теплової ізоляції трубопроводу.
курсовая работа [750,3 K], добавлен 02.01.2014Потенціальна та власна енергія зарядів. Еквіпотенціальні поверхні. Зв’язок напруженості поля та потенціалу. Залежність роботи електростатичного поля над зарядом від форми і довжини шляху. Закон збереження енергії. "Мінімальні" розміри електронів.
лекция [358,5 K], добавлен 15.04.2014Вектор напряжённости электрического поля в воздухе, вектора напряжённости магнитного поля, вектор Пойтинга. Цилиндрическую систему координат, с осью аппликат, направленной вдоль оси волновода. Волна первого высшего типа в прямоугольном волноводе.
задача [614,1 K], добавлен 31.07.2010Визначення фокусної відстані лінзи до зображення. Розрахунок найменшої відстані між предметом і його дійсним зображенням. Знаходження оптичної сили заданих лінз і оптичної сили окулярів для далекозорої людини, щоб вона бачила як людина з нормальним зором.
контрольная работа [111,2 K], добавлен 02.06.2011Розрахунок на мінімум розхідного матеріалу заданої мережі, розробка її схеми, визначення моменту навантаження на кожній ділянці схеми. Вибір стандартної величини перерізу кабелю головної ділянки. Розрахунок фактичних утрат напруги, перевірка перерізів.
практическая работа [121,4 K], добавлен 26.06.2010Основные параметры электромагнитного поля и механизмы его воздействия на человека. Методы измерения параметров электромагнитного поля. Индукция магнитного поля. Разработка технических требований к прибору. Датчик напряженности электромагнитного поля.
курсовая работа [780,2 K], добавлен 15.12.2011Температурна залежність опору плівкових матеріалів: методика і техніка проведення відповідного експерименту, аналіз результатів. Розрахунок та аналіз структурно-фазового стану гранульованої системи Ag/Co. Аналіз небезпечних та шкідливих факторів.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 28.07.2014Поняття та загальна характеристика індукційного електричного поля як такого поля, що виникає завдяки змінному магнітному полю (Максвел). Відмінні особливості та властивості індукційного та електростатичного поля. Напрямок струму. Енергія магнітного поля.
презентация [419,2 K], добавлен 05.09.2015Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Фізична сутність консервативних і неконсервативних сил в макроскопічній механіці. Обчислення роботи сили тяжіння. Природа гіроскопічних сил. Наслідки дії Коріолісової сили інерції. Модель деформації жорсткої штанги. Прецесійний рух осі гіроскопа.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.09.2012Поля и излучения низкой частоты. Влияние электромагнитного поля и излучения на живые организмы. Защита от электромагнитных полей и излучений. Поля и излучения высокой частоты. Опасность сотовых телефонов. Исследование излучения видеотерминалов.
реферат [11,9 K], добавлен 28.12.2005Магнитное поле — составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Магнитные свойства веществ. Условия создания и проявление магнитного поля. Закон Ампера и единицы измерения магнитного поля.
презентация [293,1 K], добавлен 16.11.2011Появление вихревого электрического поля - следствие переменного магнитного поля. Магнитное поле как следствие переменного электрического поля. Природа электромагнитного поля, способ его существования и конкретные проявления - радиоволны, свет, гамма-лучи.
презентация [779,8 K], добавлен 25.07.2015Розрахунок поля електростатичних лінз методом кінцевих різниць; оптичної сили імерсійних лінзи і об'єктива та лінзи-діафрагми. Дослідження розподілу потенціалів у полях цих лінз та траєкторії руху електронів в аксиально-симетричному електричному полі.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 03.01.2014Вибір електромагнітних навантажень, визначення головних розмірів, геометричних співвідношень і обмоткових даних. Розрахунок розподілу індукції в технологічному зазорі та струму неробочого руху. Визначення та обґрунтування втрат короткого замикання.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.07.2022Особливості застосування систем координат при розв'язувані фізичних задач. Електричні заряди як фізичні джерела електричного поля. Способи обчислення довжин, площ та об'ємів. Аналіз та характеристика видів систем координат: циліндрична, сферична.
дипломная работа [679,2 K], добавлен 16.12.2012
