Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Движение на оста на въртене на Земята




Идеята на въртенето на Земята около оста си за първи път е предложена от известния гръцки философ Хераклит от Ефес (края на 6 - началото на 5-ти век преди новата ера) за 500gg. BC

Въртенето на Земята около собствената си ос може да бъде доказано от много явления, по-специално:

· Завъртете махало люлка равнина на Фуко, първо се демонстрира от френския физик Фуко 1851godu;

· Компресиране на Земята при полюсите;

· Промяната на деня и нощта.

Промяна на деня и нощта се дължи на въртенето на Земята, и смяната на сезоните - три в същото време съществуващите обстоятелства:

· Движение на Земята около Слънцето;

· Наклона на Земята ос на въртене на орбиталната равнина;

· Посока опазване на ос в пространството.

1.19. Махало на Фуко в Париж Пантеона

През 1851 г.. Френски физик Жан Фуко (1819-1868) демонстрира ежедневно въртенето на Земята. Осигуряване на дължината на махалото на 67м и го отхвърли от вертикала към кръгова скала, след това той пусна го (1.19). Под влияние на гравитацията махалото започва да се люлее, с люлка на махалото се случва през цялото време в една и съща равнина по отношение на звездите. Въпреки това, на наблюдателя изглежда, че се движи махалото периферен мащаб в посока, обратна на въртенето на Земята. След един ден махалото се стрела към първоначалната си позиция.

Земята се върти около оста си и да завърши един пълен оборот за 24 часа 3 минути 56.5554 секунди спрямо слънцето (средното слънчево ден) или 23 часа 56 минути 4.09 секунди спрямо звездите (звездна ден). Имайте предвид, че всяко движение, което се извършва в една и съща посока, която се движи Слънцето, наречена преки и извършени в обратната посока - обратно. въртенето на Земята около оста й е пряка движение, и очевидната ежедневно движението на звездите - обратното.

оста на въртене на Земята е наклонена към орбиталната равнина на 66,5 °. По скала от хиляди години, този ъгъл се променя периодично. Понастоящем се намалява с 0,47² година. Когато земята се движи около слънцето своята ос на въртене остава успоредно на себе си. Ъгълът между земната ос и перпендикулярна на орбиталната равнина в момента е 23 ° 26,5 ¢.

Наклонът на оста на въртене на орбиталната равнина води до периодична (сезонен) промени в количеството на слънчевата топлина, получена от различни части на земната повърхност по време на движението на планетата на хелиоцентрична орбита.

Позицията на ос на въртене на Земята не остава непроменено или в пространството или в тялото й. В 123 грама. BC (В. 180-125gg BC) древногръцки учен, един от основателите на астрономията Хипарх открил явлението прецесия на равноденствията, или прецесия (от латинската praecessio - очакване). В 1755. Английски астроном Джеймс Брадли (1693-1762) открива феномена на нутация на оста на въртене на Земята. Съмнения за постоянството на скоростта на въртене на Земята са възникнали след откриване на английски астроном и геофизик Е. Халей (1656-1742) в 1695гр. светска ускорение на Луната. Идеята на светската забавяне въртенето на Земята под влиянието на приливите триене първо бе изразено от Кант през 1755.



През втората половина на миналия век са налице доказателства за неправилни колебания в-те географски полюси и скоростта на движението на Земята. Тъй като неравномерното движение на земята и движението на полюсите, провеждани редовно наблюдение.

Общо на нарушаваща ефект на слънцето и луната за позицията на земната ос в пространството излъчва лунен-слънчевата прецесия и лунно-слънчеви нутация.

Светският движение на земната ос с фактор 50,3², извърши пропорционално на броя на годините, в посока на движение назад се нарича лунно-слънчевата прецесията, периодичните колебания на земната ос по протежение на географската дължина и ширина, се наричат ​​лунно-слънчевата нутация в дължина и ширина.

На Фигура 1.20 - S позицията на Слънцето, маса центъра на Земята се намира на около, букви А и Б са разположени на земния екватор. Фигурата показва, че SA <SO <SB. Следователно, привлекателна сила модул Sun точка А е равна на | F A |, е по-голям от точката на привличане сили единица в равна | F B |, | F A |> | F B |. От вектор уравнението F 1 = F А -F О и F 2 = F B -F О получаване на F 1> F 2. Чифт сили F 1, F 2, следователно, има тенденция да се превърне AB екваториалната плоскост на часовниковата стрелка и го комбинирате с OS равнина. Тъй като на Земята въртене ъглов момент вектор H бавно се съставя (precess) около оста P N P S на с ъглова скорост ω PR. ставка прецесия се определя от разликата между екваториалните и полярните инерционни моменти на Земята, към момента на двойката на силите F 1, F 2, и по посока, обратна на посоката на движение на прецесията на въртенето на Земята. Величината на момента на двойката на силите F 1, F 2 се определя от положението на Земята спрямо Слънцето, Луната, планетите, и зависи от наклона на лунната орбита към еклиптиката, ексцентричност на лунната орбита и на Земята, средната движението на Земята и Луната в техните орбити и т.н.

Фигура 1.20. Прецесията на оста на въртене на Земята

В действителност, моментната ъглова скорост на прецесия се състои от две части: първата се дължи от момента на силите на привличане на слънцето, а вторият - на Луната. В резултат на комбинирания ефект на моментната оста на въртене на Земята описва в пространството в обратна посока на кръгова конус с разтвор на 23 ° 27 ¢ около полюса на еклиптиката (фигура 1.20). прецесия период от 25 800 години.

Dynamic обяснение на явлението прецесия даде Нютон в неговите "Математически принципи на Природен философия" (1687). Той оценява компонента прецесия поради лунен-слънчевата атракция елипсовидна Земята, равна на 68² годишно, като полярната изправянето на Земята, равен на 1/230. Както беше отбелязано по-късно, Лаплас, за полярната компресия 1/300 Нютон формулата дава стойност на прецесия 53,6², че в рамките на точността на изчисленията съвпада с неговата реална стойност. А строга теория на прецесията създаден френски астроном JL Delambre (1749-1822).

Равноденствията води до факта, че небесния екватор се върти в посока на ежедневно движение на звездите, както и точките на равноденствие се премине към привидно годишен движение на Слънцето по еклиптиката, което по-рано (предвиждане) Най-равноденствията. По тази причина, на тропически година е почти 20 минути по-къса от звезда.

В допълнение към бавното движение на прецесия на ос на въртене на Земята и се подлага на периодичен нутация (Латинска nutatio -. Колебания) движение, основната хармонична които имат периоди на 13,7 дни, 27.6 дни, 6 месеца, 1 година, 18.6 години. В резултат на nutational ос на въртене движение описва сложна линия в пространството (фигура 1.21). Хармоника с период от 18.6 години е максималната амплитуда »9². Останалите нутация хармоници имат по-малки амплитуди.

Движение с период от 18.6 години, там е елипса. Основната ос е перпендикулярна на посоката на движение на прецесия и е 18,4² и малката ос е успоредна на нея и е 13,7² (фигура 1.23).

Nutating ос на Земята с период от 18.6 години, което съвпада точно с периода на движението на лунните възли, тя се отвори в 1748. J .. Брадли. Динамична теория на нутация е разработен през 1749. J. Delambre.

Фигура 1.21. Нутация на оста на въртене на Земята (прецесия с изключение на трафика) 1983-1998.

Фигура 1.21 nutating разделят на два компонента: - Нутация в дължина и - Нутация в отклонение от правия път. Начало nutating хармонично с период от 18.6 години, тя се определя от въртенето на равнината на лунната орбита. По-малки вериги, наречени елиптични орбити на Земята и Луната, орбита наклона на Луната към еклиптиката, и редица други причини.

Нутация теория, приета от Международния астрономически съюз (IAU) през 2000 г., включва почти 1500 хармоници с периоди, вариращи от 2 дни до 18.6 години. Теорията на МАС през 2000 г. трябва да се използва за астрономически изчисления от всички потребители, като се започне от 1 януари, 2003 година. Всеки, с определянето на координатите на земната повърхност с помощта на навигационни системи (GPS, GLONASS и бъдещето GALILEO) използва приетата теория на нутация, често без да го знаят.

От друга страна, с изключение на решението на приложни проблеми на астрометрия, геодезия и навигация, нутация теория ни позволява да погледнем в дълбините на Земята и дава отговор на основните въпроси: да се оцени границата на компресия ядро-мантия, стойността на основната вискозитета на течно, твърдо ядро ​​скоростта на въртене, магнитен напрегнатостта на полето в сърцевината , вискозитетът на мантията.

Нутация в момента се изследва с помощта на радио интерферометри с много дълъг изходните (VLBI) наблюдения относно извън- галактични източници радио (ris.1.22).

Ris.1.22. метод VLBI

Принципът на използване VLBI се основава на факта, че сигналите от квазарите антена радиотелескопи, разположени една от друга на разстояние, не пристигнат в същото време и с известно закъснение, поради разликата в разстоянията от базови пункта до квазара. С течение на времето, тази разлика ще варира в зависимост от промяната на ъгъла между основата и посоката на квазара се причинява от дневната въртенето на Земята.

Както е известно, координатите на небесните тела се измерват от северния небесен полюс (точката на пресичане с небесната сфера на оста на въртене на Земята). Прецесия и нутация води до промяна в мрежата на небесната сфера.

Фигура 1.23. Прецесия и нутация на оста на въртене на Земята

Поради прецесията и нутация на северния полюс на света върху небесната сфера описва крива близо до кръг с радиус от корнер, равна на 23 ° 27 ¢ (Фигура 1.23, 1.24).

Прецесия и нутация зависи от компресията на вътрешната структура на Земята, наклонът на оста на въртене на орбиталната равнина, местоположението на Луната, Слънцето, планетите, както и много други причини. Следователно, за да се разработи теория на прецесия-нутация трябва да се знае точното ефемериди на Слънцето, Луната и планетите, както и да се запознаят с вътрешната структура на Земята.

Фигура 1.24. Посоката на движение на северния полюс на света от 1600 до 2300gg.

Те не само промяна на ъгловата скорост на Земята. Незабавно полюси на Земята (повърхност моментната ос пресечната точка на въртене на Земята Земята) се движат. Те се движат по повърхността на земята около фиксирана точка (началото на международния контингент - EOR) в посоката на въртене на Земята (от запад на изток). Траекторията на полюс има формата на спирала (ris.1.25), които периодично обрати и завъртания.

През 1996-2000. максималното разстояние от моментната полюс ЛУНАТА отбележи май-юли 1996. Тогава траекторията на полюса започва да се обърне, и то е продължило до 2000. Когато полюс дойде в минималното разстояние до центъра на спиралата. Сега полюса по-далеч от средната си позиция. Най-големият отстраняването на мигновени поле от EOR не надвишава 15метра.

Ris.1.25. Траекторията на мигновени Северния полюс за 1996-2000. (Solid крива - траекторията на пръта за EOR 1890-2000gg.)

Координатите на моментната полюс (ris.1.25) са дефинирани в декартова координатна система с произхода на Луната (International условно начало), х-ос е насочена към по Гринуич и е перпендикулярна на ш на ос - на изток. Офсетни 0,1 секунди на дъга съответства на 3 метра.

Леонард Ойлер (1707-1783) показа, че оста на въртене на Земята като цяло е да бъде подвижна спрямо самата Земя с период от 305 дни. Въпреки това, той призна, че Земята - твърдо тяло, т.е. разстоянието между всяка точка на неговата маса остане постоянна, и всичко това е изпълнен с масите. Твърдо тяло не се деформира под въздействието на вътрешни и външни сили и служи като идеален механичен модел, най-близката подходяща за Земята, толкова по-малко тя се деформира.

Real Земята не е напълно твърдо тяло. Това деформира под влияние на външни и вътрешни сили. На повърхността на Земята, в тялото й и във въздушната мембрана настъпи масово прехвърляне, което не е възможно да се предскаже точно и оценка на тяхното въздействие върху въртенето на Земята.

Истинските характеристики на полюса, установени през 1891 г.. American аматьор астроном S. Чандлър:

· Безплатно кръгови движения с период от около 430 дни и амплитуда ~ 0,15². Тя се нарича полярен движението Чандлър. Според актуалните данни между Чандлър е около 437 звездна ден;

· Стимулиран елиптичен движение с период от една година. Осите на елипсата са приблизително равни и 0,10² 0,08². Най-голямата ос е ориентирана по меридиана 27 ° 39² те години. г.

В Чандлър полярен движение - движение, което се случва, когато оста на въртене на Земята е по никакъв начин да се отклонява от своята ос на максимална инерционен момент. Периодът на свободно движение, зависи от динамична компресия и еластични свойства на Земята.

Неволеви движения на полюсите, причинени от периодични ефекти върху атмосферата и хидросферата на Земята. Неговият срок зависи от периода на силата на възбуждане. Анализ на полярните координати за последните 110 години показва, че се случва на принудително движение по елипса от запад на изток. полу-големите оси на стойностите на елипсата варираха от 3,4m до 2,7m, малки полуоси - от 2,5 м до 1,8 м, ексцентричност - от 0.15 до 0.46, и е имал полу-големи стойности ос дължина от 205 до 145 ° ° E.

Chandler движение на същите данни е почти кръгова траектория и се характеризира с още по-голяма променливост на параметрите. Радиусът на свободното движение има амплитудна модулация с период от около 40 години. са наблюдавани Максималният радиус (9 м) около 1915 и 1955gg и дълбок минимум (2т.) - За 1930. Чандлър движение е проучен и в съответствие с полярни координати. По този начин, в съответствие с тези данни за 1846-1993gg. Chandler стойност на периода е равна на 434,2 средното слънчево ден.

Фиг. 1.25 показва, че центърът на спиралата се намира далеч от произхода - условно началото International. Причината за това - така наречената светска полярен движение. Ако координатите на полюс филтър на годишните и компонентите Чандлър, тя ще координира MOON (средна полюс). Оказва се, че средната полюс също е изместен (ris.1.25). За 1890-2000gg. средната полюс се измества със скорост 10 см / годишно по-сложна крива на зиг-заг с преобладаваща посока към Северна Америка (меридиан 290 ° E).

ос в рамките на движението на Земята е била открита експериментално само през 1884. Берлин астроном F. Kyustnerom, и в началото на 20 век, неравномерността на въртенето на Земята е била установена.

През 1988 г.. единична International Earth Rotation Service е създаден (IERS), който Централното бюро намира в Париж. IERS използва постоянно наблюдение на въртенето на Земята (дължина на денонощието и за трафика стълбове) с многобройните станции и обсерватории, използвайки традиционни астрономически методи, методът на VLBI (Very Long Baseline интерферометрията), лазерни вариращи сателитите и Луната, спътници за наблюдение на Доплер. Тя е отговорна за една координатна система и определя положението на Земята в пространството за решаване на геодезическите, геофизични и астрономията, както и следните универсален съотношението време (мярка за които е въртенето на Земята) и ядрена, измерена чрез атомните часовници.

В началото на 80-те години на центъра за събиране на данни, наблюдения ширина в нашата страна тя е била преместена от Полтава институт по метрология на времето и пространството (UTI) при VNIIFTRI. Така беше създадена Националната държавна служба на Руската федерация да определи параметрите на въртене на Земята. Целта на тази услуга - спешно определение на полярните координати, и световно време. Дневната амплитудата на оста на въртене спрямо фиксирана точка на Земята е 0,05 м и на стойност по текущи прецизност на геодезията не може да бъде пренебрегнато.





; Дата: 11.18.2014; ; Прегледи: 934; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.051 сек.