КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Вращение Земли
Параметры, характеризующие вращательное движение Земли. Ньютон первым показал, что вращающаяся Земля должна быть эллипсоидом вращения, слабо сжатым у полюсов (так называемый сфероид). Если предположить, что Земля симметрична относительно своей полярной оси, тогда у неё будет два главных момента инерции: А – относительно экваториальной и С – относительно полярной оси. Их можно определить следующим образом: 1. Величину (С – А) можно найти по формуле Мак-Кулло: a – средний экваториальный радиус; α – сжатие ((а – с)/а; а и с – большая и малая полуоси геоида; 2. Теория вращения симметричного тела позволяет по периоду прецессии определить величину постоянной прецессии (динамического сжатия) Земли Н = (С – А) / С. Для Земли Н = 0,003275 = 1/305.51.
Процессы, осложняющие вращение Земли К ним относятся прецессия земной оси, нутация земной оси, приливные явления и колебания полюса. Прецессия земной оси. Как известно, ось Земли имеет наклон к эклиптике (нормали к плоскости, проходящей через орбиты Земли и составляет 23,5º. Моменты количества движения, возникающие из-за действия Луны и Солнца на экваториальное вздутие, вызывают прецессию земной оси. Прецессией называется медленное вращение земной оси вокруг нормали к эклиптике Земли. Конус вращения составляет 47º и возврат земной оси к прежнему положению происходит через 25800 лет. Если бы прецессия не была такой медленной, то навигация по звёздам была бы очень сложной. Средняя скорость прецессии земной оси составляет около 50,2″ в год и равна
где ωр – угловая скорость вращения Земли С, А – полярный и экваториальный моменты инерции Земли МСолнце – масса Солнца R – радиус орбиты Земли вокруг Солнца θ – угол, образованный экваториальной плоскостью Земли с экваториальной круговой орбитой Солнца вокруг Земли. Формула ωрЛуна аналогична формуле ωрСолнц Нутация. Наряду с вращением земной оси вокруг вертикали происходят колебания оси в вертикальной плоскости, сопровождающиеся изменением по широте угла α в пределах от α1 до α2. Эти колебания земной оси называются нутацией. В зависимости от начальных условий конец земной оси вычерчивает на воображаемой сферической поверхности кривую, подобную гармонической частоте.
Приливные явления, обусловленные Луной и Солнцем Градиент потенциала притяжения Луны вызывает появление приливных выступов на Земле, в частности, в океанах. Процессы диссипации энергии приводят к запаздыванию приливов. Градиент гравитационного потенциала приливного выступа создаёт силу, ускоряющую орбитальное движение Луны, и силу, замедляющую вращение Земли. Это заставляет Луну переходить на орбиты с возрастающими радиусами и убыванием её угловой скорости, т. е. в настоящее время Луна удаляется от Земли. Замедление вращения Земли вызывается также и Солнцем. Однако на долю солнечных приливов приходится менее четверти всей диссипирующей энергии.
|