Pământ ca un cadru de referință neinerțial

Aplicarea unui cadru de referință non-inerțial de referință este extrem de convenabilă atunci când se ia în considerare mișcarea din apropierea Pământului (sau a altui obiect cosmic) și de-a lungul suprafeței sale.

P

Pământ ca un cadru de referință neinerțial
Să considerăm un corp liber în masă. situat în emisfera nordică, la latitudine la înălțime h. Forța de atracție gravitațională acționează asupra ei

,

unde G este constanta gravitationala, M este masa Pamantului, este distanta de la corp (punct material) pana la centrul Pamantului, care in

Cele mai multe cazuri pot fi considerate ca o sferă omogenă, R este raza Pământului. Forța gravitațională este îndreptată către centrul Pământului.

Forța centrifugă de inerție este egală, unde este distanța de la corp la axa de rotație. Forța centrifugă este maximă la ecuator și dispare la stâlpi.

Sub acțiunea acestor două forțe corpul se deplasează în raport cu un observator în sistemul de referință asociat cu pământul, cu de accelerație, padeniyag liber numit-accelerare. Forța egală a gravitației și forța centrifugă a inerției se numește forța gravitațională.

Conform celei de-a doua legi a lui Newton, avem:

.

Să analizăm expresia obținută. Atât gravitația, cât și accelerarea gravitației scad cu creșterea altitudinii. Dependența forței centrifuge de latitudine conduce la faptul că forța gravitațională la ecuator ia cea mai mică valoare, iar la Polul Nord - cel mai egală cu forța de gravitație.

De fapt, suprafața Pământului nu este sferic, și are forma geoid, adică turtit la poli, care afectează, de asemenea, dependența accelerația gravitațională la latitudinea. În plus, accelerația gravitației afectează eterogenității în distribuția masei în Pământ, care vă permite să căutați și explorarea zăcămintelor minerale (metoda gravimetrică). Pentru a face acest lucru, geofizicieni trebuie să ia în considerare impactul asupra accelerarea căderii libere a terenului, mareele și chiar poziția lunii în momentul măsurării.

3. Legile de conservare

3.1. Concepte de bază

Câteva corpuri (particule) sunt numite un sistem de corpuri. Sistemul poate fi inclus la cererea noastră orice număr de corpuri (două, trei, etc.). Un corp rigid este uneori privit ca un sistem al unui număr mare de puncte materiale. Regulile stabilite pentru un sistem de particule pot fi de asemenea aplicate unei particule individuale, presupunând că numărul de particule ale sistemului este egal cu unitatea.

Starea sistemului este caracterizată prin specificarea simultană a pozițiilor (coordonatelor) și a vitezelor tuturor particulelor sale.

Când sistemul se mișcă, starea lui se schimbă odată cu trecerea timpului. Cu toate acestea, există cantități care au o proprietate foarte importantă și remarcabilă de a persista în timp. În mecanică, astfel de cantități sunt energia, impulsul și impulsul unghiular. Cu toate acestea, legile conservării energiei mecanice, impulsului și momentului unghiular sunt aplicabile nu pentru orice sistem mecanic și nu pentru toate tipurile de interacțiuni.

Sistemul de corpuri, care nu sunt acționate de corpuri străine (sau impactul lor este neglijabil), se numește închis sau izolat.

Forțele de interacțiune dintre particule (corpuri) ale sistemului sunt numite interne. iar forțele cauzate de acțiunea altor organisme care nu sunt incluse în acest sistem sunt forțe externe. În sistemele de referință inerțiale, forțele de inerție se referă, de asemenea, la cele externe.

Se numesc forțe potențiale sau conservatoare, în funcție de caracterul interacțiunii numai asupra configurației sistemului mecanic. Forțele care nu satisfac definiția forțelor potențiale citate aici sunt considerate a fi una potențială. Non-potențiale sunt, în special, forțe disipative - forțele de frecare și rezistență. Munca totală a forțelor interne nepotențiale ale sistemului în cauză este negativă.

Articole similare