Рефераты Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли

Вернуться в Геодезия

Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли
.. Небольшие
отклонения гравитационного поля Земли связаны с какими-то изменениями
плотности в коре и оболочке.
Максимальное уклонение (73) располагается в районе Индийского океана,
минимальные в Тихом.

[pic]

Система Земля – Луна.

Рассмотрим еще одно интересное явление, возникающее под действием
взаимного притяжения планеты и обращающегося вокруг нее спутника. Внешним
проявлением на Земле этого явления являются приливы и отливы в океане, в
ходе которых уровень воды дважды в сутки поднимается и опускается до своих
максимальных отметок. Это объясняется притяжением Луны между двумя
последовательными одноименными кульминациями ее на меридиане данного места
и обусловлено тем, что Земля вращается вокруг своей оси быстрей, чем Луна
совершает свой полный оборот вокруг Земли. Поэтому интервал времени между
двумя смежными циклами приливных явлений составляет 24 часа 50 мин.
Поясним это на примере . Представим Луну в виде материальной точки,
расположенной на расстоянии r от центра Земли. Радиус планеты положим
равным единице, т. е. R = 1, и рассмотрим, какое притяжение испытывают
точки на поверхности Земли (А) на том же меридиане на противоположной
стороне (В) и в центре – в точке (О). Пусть эти точки имеют единичную
массу. Положив массу Луны m, для каждой точки в соответствии с законом
тяготения можно написать выражения: [pic]; [pic]; [pic].

Найдем разность ускорений силы тяжести материальных точек А и О: [pic].
Поскольку расстояние r и 2r много больше единицы, то последними можно
пренебречь. В итоге получим: [pic].
Выражение характеризует приливообразующую силу внутри и на поверхности
Земли, которая, как видим, обратно пропорциональна кубу расстояний между
планетой и ее спутником.
Под действием силы (g точка А удаляется от точки О в направлении к Луне,
образуя своеобразный горб на поверхности планеты – прилив. Но точка О в
свою очередь также притягивается Луной на большую амплитуду, чем точка В,
расположенная на обратной стороне Земли. Поэтому и на обратной стороне на
поверхности планеты образуется приливное вздутие. Одновременно с двумя
областями прилива, в точках квадратур, т. е. районах, отстоящих на 90° по
меридиану от точек прилива, будет наблюдаться отлив. В ходе вращения Земли
приливные волны дважды в сутки обходят ее поверхность. Высота прилива в
океане не превышает 1 – 2 м. Однако, когда приливная волна подходит к
шельфовому мелководью, она возрастает до нескольких метров. Волны прилива
наблюдаются и в твердой коре и достигают 51 см при сложении поля тяготения
Луны и Солнца. Приливное трение, возникающее при движении жидкой и в
меньшей степени твердой волн, приводит к торможению осевого вращения Земли
и ее спутника. По этой причине Луна уже давно прекратила свое вращение
вокруг оси и постоянно обращена к планете одной стороной. Уменьшение
скорости вращения Земли составляет 2 с за каждые 100 тыс. лет. За последние
450 млн. лет она уменьшилась с 21 часа 53 минут до 24 часов в настоящее
время.
Поскольку масса Земли в 81 раз больше массы Луны, то величина приливного
ускорения на поверхности спутника будет примерно в 20 раз больше, чем на
Земле, и теоретическая высота твердого прилива может достигать нескольких
метров.
В связи с этим возникает интересный вопрос о предельно допустимом
расстоянии, на которое могут сблизиться спутник и планета в ходе своей
эволюции. Для этого приравняем приливной потенциал Земли к ускорению
свободного падения на поверхности Луны:

[pic].
После преобразований получим:[pic]= 1738[pic](9400 км.
Здесь m, r0 – масса и радиус спутника; М – масса планеты; r – расстояние
между планетой и спутником. Полученное выражение называется пределом Роша.
Спутник, попавший внутрь предела Роша вследствие многокилометровой
приливной волны, будет неизбежно разрушен и превращен в каменное кольцо
вокруг планеты
10 11 12 13 14 15 16 17 
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100