<< 3.4 Gravitacionnoe pole planety | Oglavlenie | 4.2 Figury ravnovesiya >>
4. Gravitacionnoe pole i vnutrennee stroenie Zemli
Razdely
- 4.1 Potencial tyazhesti
- 4.2 Figury ravnovesiya nebesnyh tel
- 4.3 Gravitacionnye anomalii i stroenie Zemli
4.1 Potencial tyazhesti
Termin tyazhest' (po-angliiski gravity) ukazyvaet na to, chto probnoe telo i opora vzaimodeistvuyut. Pervoe davit na oporu, vtoroe daet otklik v vide reakcii opory. Eti dve sily
raznoi fizicheskoi prirody. Pervaya imeet gravitacionnoe proishozhdenie, a
vtoraya -- elektromagnitnoe (uprugaya sila). Esli by telo nahodilos' v pokoe,
to obe sily byli by ravny i protivopolozhny po napravleniyu. Odnako, lyuboe
telo nepodvizhnoe otnositel'no poverhnosti Zemli, dvizhetsya s uskoreniem, tak kak sovershaet vmeste s Zemlei sutochnoe
vrashenie. Po etoi prichine summa sil, deistvuyushih na telo, ne ravna nulyu.
Rezul'tiruyushaya napravlena v storonu osi vrasheniya i ravna
, gde 
-- radius Zemli v sfericheskom priblizhenii,
-- uglovaya skorost' vrasheniya, 
-- geocentricheskaya
shirota probnogo tela.
V teoreticheskoi mehanike shiroko ispol'zuetsya princip Dalambera : zadachi dinamiki mozhno zamenit' zadachami statiki, esli vvesti v rassmotreniya sily inercii -- sily ravnye i protivopolozhno napravlennye tem silam, kotorye sozdayut uskorenie sisteme otscheta. V chastnosti, esli probnoe telo nepodvizhno na poverhnosti Zemli, to k sile prityazheniya nuzhno dobavit' s obratnym znakom tu silu, kotoraya soobshaet probnomu telu centrostremitel'noe uskorenie. Eta sila obychno nazyvaetsya centrobezhnoi. Podcherknem, chto nikakoi fizicheskoi prirody centrobezhnaya sila ne imeet. Ona vvoditsya lish' dlya togo, chtoby vse zadachi mehaniki vo vrashayusheisya sisteme koordinat reshat', ne prinimaya vo vnimanie neinercial'nost' sistemy otscheta, svyazannoi s vrashayusheisya poverhnost'yu Zemli.
Rezul'tiruyushaya sil tyagoteniya i centrobezhnoi sily poluchila nazvanie sily tyazhesti. Etot
termin v fizike i geofizike imeet raznoe tolkovanie. V fizike pod siloi
tyazhesti ponimaetsya ta sila, s kotoroi telo, obladayushee massoi 
prityagivaetsya
k Zemle. Esli telo osvobodit' ot vseh svyazei, to ono budet padat' svobodno s
uskoreniem 
. Togda sila tyazhesti, soobshayushaya telu uskorenie svobodnogo
padeniya, ravna 
. Eta sily ne mozhet sluzhit' harakteristikoi
gravitacionnogo polya, tak kak zavisit ot massy probnogo tela. Dlya togo,
chtoby silu tyazhesti prevratit' v harakteristiku polya, neobhodimo probnoe telo
sdelat' standartnym, v geofizike obychno berut massu probnogo tela ravnuyu
edinice. Drugimi slovami, vmesto sily tyazhesti dlya harakteristiki polya
ispol'zuyut udel'nuyu silu tyazhesti, to est' silu, otnesennuyu k edinice massy.
V kachestve edinicy izmereniya udel'noi sily tyazhesti berut
ne N'yutony na kilogramm, a milligaly, edinica,
vvedennaya Vihertom, i shiroko primenyayushayasya v geofizike. Po razmernosti,
udel'naya sila tyazhesti sovpadaet s uskoreniem. Edinica izmereniya 1 Gal ravna
uskoreniyu 1 sm/s
, 1 mGal sootvetstvuet uskoreniyu
10 mkm/s. S povysheniem
tochnosti, umen'shayutsya i edinicy izmereniya. V nastoyashee vremya sushestvuyut
pribory, v kotoryh izmenenie udel'noi sily tyazhesti izmeryayut v
mikrogalah (mkGal) i dazhe v
nanogalah.
Nuzhno skazat', chto v russkoi literature vmesto dlinnogo termina udel'naya sila tyazhesti chashe upotreblyaetsya prosto sila tyazhesti, po umolchaniyu predpolagaetsya, chto massa probnogo tela ravna edinice. Hotya v nekotoryh stat'yah, posvyashennyh gravimetricheskim voprosam, vmesto termina sila tyazhesti primenyayut i uskorenie svobodnogo padeniya, i uskorenie sily tyazhesti. V angloyazychnoi literature silu tyazhesti v nashem ponimanii nazyvayut prosto gravity (tyazhest') ili na nemeckom yazyke -- schwehre, chto tozhe oboznachaet tyazhest'. My budem priderzhivat'sya, v osnovnom nashih russkih tradicii, hotya inogda vmesto sily tyazhesti budem govorit' prosto tyazhest'( sm. zagolovok nastoyashego razdela).
Potencial ili silovaya funkciya dlya sily tyazhesti sostoit iz dvuh chastei.
Zdes', snova, dekartova sistema koordinat vybrana tradicionno: os' Oz sovpadaet s os'yu vrasheniya planety, dve drugie osi lezhat v ekvatorial'noi ploskosti.
Gravitacionnyi potencial (silovuyu funkciyu dlya sil prityazheniya) 
my
rassmotreli v predydushih razdelah. Ostaetsya opredelit' silovuyu funkciyu dlya
centrobezhnoi sily ("centrobezhnyi potencial")
. Poskol'ku vektor
centrobezhnoi sily raven
Poverhnost'
yavlyaetsya poverhnost'yu ravnogo potenciala ili
ekvipotencial'noi poverhnost'yu. Sila tyazhesti ravna proizvodnoi etogo potenciala po vdol'
vnutrennei normali. Ravenstvo nulyu komponenty sily, kasatel'noi k
poverhnosti, govorit o tom, chto eta poverhnost' yavlyaetsya poverhnost'yu urovnya. Menyaya znachenie
postoyannoi dlya potenciala, my poluchim semeistvo poverhnostei, obladayushih
sleduyushimi svoistvami:
- -- chem bol'she znachenie sily tyazhesti, tem blizhe dve sosednie urovennye poverhnosti,
- -- dve urovennye poverhnosti ne peresekayutsya. Esli by oni mogli peresekat'sya, to v tochke peresecheniya sushestvovali by dve normali, a sledovatel'no i dve sily tyazhesti, chto nevozmozhno.
<< 3.4 Gravitacionnoe pole planety | Oglavlenie | 4.2 Figury ravnovesiya >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya
Publikacii so slovami: gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
