Гравитационное поле Земли

Министерство образования  и науки РФ

ФГБОУ ВПО

Бурятский Государственный  Университет

Биолого – Географический Факультет

Кафедра физической географии

 

 

Реферат

«Гравитационное поле Земли»

 

 

 

                                                                            Выполнила: Урусова А.И.

  студентка 01220 гр.

    Проверила: Шарипова  С. Д.

 

 

                                

 

 

Улан – Удэ

2012

Содержание

I.Введение………………………………………………………...3

II. Гравитационное поле Земли. Что это?................................4

III. Как гравитационное поле влияет на форму Земли............5

IV. Гравитационные аномалии…………………………………6

V. Загадки гравитации………………………………………...7-8

VI. Гравитационный потенциал Вселенной …………………..9

Список использованной литературы…………………………..10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Введение

Гравитация есть свойство. Свойство это состоит в изменении  характера пространства вокруг гравитирующего тела. Всякое тело окружено некоторым ореолом, нимбом измененного пространства. Этот нимб тело носит при себе как нимб вокруг головы святого или атмосфера, ионосфера, магнитосфера вокруг Земли.  И оторваться от тела в «самостоятельное плавание» этот ореол не может. Он привязан навечно к телу и перемещается вместе с ним.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Гравитационное поле Земли. Что это?

Гравитационное поле Земли - поле силы тяжести, обусловленное  притяжением (тяготением) Земли и  центробежной силой, вызванной ее суточным вращением. Гравитационное поле Земли  незначительно зависит также  от притяжения Луны, Солнца и других небесных тел и масс земной атмосферы.  Все планеты Солнечной системы  имеют форму, близкую к сферической. Поэтому, гравитационное поле шара можно рассматривать, как первое приближение к гравитационному полю планеты. Во втором приближении можно учесть тот факт, что некоторые планеты, в том числе и Земля, гораздо лучше могут быть представлены эллипсоидом вращения, чем шаром. В третьем приближении мы можем учесть и некоторые особенности в распределении масс внутри планеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Как гравитационное поле влияет на форму Земли.

Геодезические и астрономические  исследования последующих столетий дали возможность судить о действительной форме Земли и ее размерах. Известно, что формирование Земли происходило  под действием двух сил - силы взаимного  притяжения частиц ее массы и центробежной силы, обусловленной вращением планеты  вокруг своей оси. Равнодействующей обеих названных сил является сила тяжести, выражаемая в ускорении, которое приобретает каждое тело, находящееся у поверхности Земли. На рубеже XVII и XVIII вв. впервые Ньютон теоретически обосновал положение о том, что под воздействием силы тяжести Земля должна иметь сжатие в направлении оси вращения и, следовательно, ее форма представляет эллипсоид вращения, или сфероид. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения. Чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов. Разница полярного и экваториального радиусов составляет 21 км. Детальными последующими измерениями, особенно новыми методами исследования с искусственных спутников, было показано, что Земля сжата не только на полюсах, но также несколько и по экватору (наибольший и наименьший радиусы по экватору отличаются на 210 м), т.е. Земля является не двухосным, а трехосным эллипсоидом. Кроме того, расчетами учёных показана несимметричность Земли по отношению к экватору: южный полюс расположен ближе к экватору, чем северный. В связи с расчленением рельефа (наличием высоких гор и глубоких впадин) действительная форма Земли является более сложной, чем трехосный эллипсоид. Наиболее высокая точка на Земле - гора Джомолунгма в Гималаях - достигает высоты 8848м. Наибольшая глубина 11 034 м обнаружена в Марианской впадине. Таким образом, наибольшая амплитуда рельефа земной поверхности составляет немногим менее 20 км. Учитывая эти особенности, немецкий физик Листинг в 1873 г. фигуру Земли назвал геоидом, что дословно обозначает "земле подобный".

 

 

 

 

 

IV. Гравитационные аномалии.

На карте желтые участки  обозначают- самую высокую силу тяжести, красные-  высокая сила тяжести, синие и голубые участки - пониженная сила тяжести. Карту продемонстрировали специалисты из Института астрономической физики и физической геодезии Технического университета Мюнхена. Точную форму Земли удалось определить с помощью данных, полученных с помощью спутника GОСЕ (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) Европейского космического агентства. Он был запущен в марте 2009 года, летает на высоте порядка 250 километров - ниже, чем другие аппараты. И улавливает малейшие гравитационные аномалии. В Евразии и Африке в основном попадаются участки с повышенным притяжением (обозначены красным и желтым).  А вот в Северной Америке сила тяжести меньше (синие участки). Разница в силе тяжести между США и Россией может достигать 0,04 процента.

 

 

V. Загадки гравитации.

Неравномерность гравитации.

Гравитация распределяется по поверхности Земли неравномерно. Оказывается, в некоторых местах вы можете почувствовать себя тяжелее, чем в других. Область низкой гравитации наблюдается возле берегов Индии, а относительно высокая гравитация – в южной части Тихого океана. Причина этого неизвестна , так как существующие поверхностные образования не являются доминирующими. Спутники-близнецы NASA под названием GRACE, запущенные в марте 2002 г., производят подробные измерения гравитационного поля Земли, что позволит совершить новые открытия в области гравитации и экологической системы планеты.

Чёрная дыра.

Чёрная дыра - предположительно существующий в реальности физический объект, сила гравитации которого не позволяет  электромагнитным волнам распространяться в направлении от объекта. Такое определение чёрной дыре дает общая теория взаимодействий. Теперь немного истории. Когда 27 ноября 1783 года английский астроном Джон Мичелл на заседании Лондонского Королевского общества предложил свою идею, он и представить не мог, к каким выводам придут современные учёные. Предположение состояло в том, что в природе могут существовать физические объекты, гравитационное поле которых настолько сильно, что даже свет не может покинуть такое тело. Используя закон всемирного тяготения, Мичелл рассчитал, что для того чтобы поле тяготения смогло «остановить» электромагнитную волну, создающая это поле, масса (M) должна уместиться в сфере с радиусом, меньшим «гравитационного радиуса» rg = 2GM/c2 (гравитационная постоянная G = 6,672 ´ 10–11 м3кг–1с–2 и скорость света c = 299 792 458 м/с). Например, для Солнца с массой около 2 ´ 1030 кг и радиусом около 700 тыс. км значение rg » 3 км. А для Земли (M = 6 ´ 1024 кг) значение rg » 1 см. Такие цифры дают причину сомневаться в реальной осуществимости подобного сжатия объектов. Но учёных это не останавливает. В 1916 немецкий астроном Карл Шварцшильд получил первое точное решение уравнений недавно созданной Эйнштейном релятивистской теории гравитации. Из анализа решения Шварцшильда был сделан вывод о существовании у «черной дыры» горизонта событий, то есть границы той области пространства, в которой влияние гравитации настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут покинуть эту область.

Сам термин «чёрная дыра»  вошёл в употребление с лёгкой руки американского физика Джона  Арчибальда Уилера в 1967 году.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI. Гравитационный потенциал Вселенной.

 

Все мы притягиваемся к  Земле. Масса Земли по меркам человека огромна:  М = 6×1024 кг = 6 000 000 000 000 000 000 000 000 кг.   Для   того чтобы  преодолеть   притяжение   Земли,   человеку   понадобилось   достичь скорости   несколько   километров   в   секунду!   8 км/с –   это   минимальная

скорость, с которой тело должно двигаться вокруг Земли, чтобы  не упасть

на   неё.  Она   называется   первой   космической   скоростью.   11 км/с –   это

минимальная скорость,  которую  должно иметь тело,  чтобы вылететь из

гравитационного  поля   Земли.  Это   так   называемая   вторая   космическая

скорость.  Но  по   космическим меркам масса   Земли  чрезвычайно  мала!

Например,  масса  Солнца,   вокруг   которого   вращается   Земля,   в   триста

тысяч   раз   больше   и   составляет  МS = 2×1030 кг.   Чтобы   вылететь   из

гравитационного поля Солнца, нужно развить скорость более 40 км/с. И чем дальше человек проникает в глубины Вселенной, используя мощнейшие телескопы, тем более грандиозные миры раскрываются перед ним. Чтобы  вылететь  из   её   поля  притяжения,  нужно   развить скорость более 200 км/с. Под действием сил гравитационного притяжения галактики образуют скопления. А скопления галактик, в свою очередь, под действием   гравитационных   сил   образуют   гигантские   сверхскопления. Чтобы вылететь из его поля притяжения,  нужно  развить  скорость  около 500 км/с.  Но  и масса такого   сверхскопления   ничтожна   по   сравнению   с   остальной   массой Вселенной.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

 

1. Василий Янчилин. Неопределенность, гравитация, космос. Год издания: 2003. Издательство: Едиториал УРСС.
2. Сухонос С.И. Кипящий вакуум Вселенной, или Гипотеза о природе гравитации. Год издания: 2005. Издательство: Захаров.
3. Ч. Мизнэр, К. Торн, Д. Уилер. Гравитация. Год издания: 1977.
4. http://www.mining-enc.ru/g/gravitacionnoe-pole-zemli/
5. http://uborshizzza.livejournal.com/1917941.html
6. http://oko-planet.su/science/sciencecosmos/66417-gravitacionnoe-pole-zemli-kartofelina.html