Прецессия Земли

Следовательно, величина угловой скорости прецессии Земли равна [c.185]

Но так как озг практически имеет ту же величину, что и о, то полученный результат показывает, что период прецессии Земли составляет 300 дней или 10 месяцев. Поэтому наблюдатель, находящийся на Земле, должен обнаружить, что ось ее вращения описывает окружность вокруг Северного полюса, совершая один оборот за 10 месяцев. Нечто похожее на это явление удается наблюдать в действительности, но амплитуда прецессии оказывается при этом настолько малой, что ось вращения никогда не удаляется от Северного полюса более чем на 5 метров. Следует, однако, заметить, что орбита этого движения оказывается довольно нестабильной, а наблюдаемый период составляет приблизительно 427 дней, а не 300, как это получается по расчету. Флюктуации этого движения приписывают небольшим изменениям в распределении масс Земли, например вызываемым движением ее атмосферы, а расхождение в периоде, видимо, возникает в результате того, что Земля не представляет собой твердого тела, а является телом упругим ). [c.185]

Правильная прецессия земли. Замечательный пример правильной прецессии представляет движение земли около своего центра О более того, именно от этого частного случая ведет свое название прецессия. Из элементарной космографии известно, что земля равномерно вращается вокруг своей полярной оси/"в левую сторону (против часовой стрелки, т. е. с запада на восток через юг, противоположно видимому движению солнца), совершая полный оборот в течение суток (звездных). Но полярная ось земли / не сохраняет неизменным своего направления относительно неподвижных звезд напротив того, она, в свою очередь, равномерно вращается (хотя н чрезвычайно медленно) вокруг некоторой прямой постоянного направления р, проходящей через центр земли эта прямая характеризуется тем, что она перпендикулярна к плоскости эклиптики (т. е. эллиптической орбиты, описываемой землей по законам Кеплера в своем вращении вокруг солнца). Постоянный угол (наименьший) двух прямых (еще не ориентированных) / и р составляет около 23 ,5. Представим себе ось ( ориентированной от центра земли к северному полюсу В, а ось р ориентированной таким образом, чтобы она составляла упомянутый выше острый угол с полупрямой ОВ. Наиболее древние астрономические наблюдения при сопоставлении их с наблюдениями последних столетий обнаружили, что [c.211]

Устойчивость относительного равновесия спутника на орбите. Остановимся теперь на некоторых вопросах движения космических аппаратов относительно их центров масс. Этот вопрос тоже имеет предысторию в классической небесной механике (теория либрации Луны, теория прецессии Земли). Однако по характеру действующих моментов сил и разнообразию начальных условий задача о движении спутников относительно их центров масс представляется более сложной. С другой стороны, новые методы математики позволяют получить новые результаты и в классических задачах. [c.44]

Развиваемый групповой формализм Пуанкаре применил к выводу уравнений твердого тела, содержащего полости, заполненные вихревой идеальной несжимаемой жидкостью. Для этих уравнений он указал случай интегрируемости, характеризующийся динамической симметрией. Он также получил эллиптическую квадратуру и использовал ее для объяснения различных эффектов в прецессии Земли, которую представлял себе как твердую оболочку (мантию) с жидким ядром. Указал также явные формулы для частот малых колебаний и получил необходимые условия устойчивости. [c.24]

Аналогичную прецессию совершает земная ось, так как вследствие отклонения формы Земли от правильной шарообразной и наклона ее оси равнодействующие сил притяжения Солнца и Луны не проходят через центр масс Земли и создают относительно этого центра некоторые моменты. Период прецессии земной оси (время одного оборота) приблизительно 26 ООО лет. [c.337]

Задача 651. Ось вращения Земли, образующая с перпендикуляром к плоскости эклиптики (земной орбиты) угол 1 0 = 23°, описывает вокруг него конус (конус прецессии) в течение Tj -= 25 700 лет. Найти угловое ускорение Земли, считая, что период ее вращения вокруг оси Т = 24 час. [c.248]

Если ось гироскопа 0 в кардановом подвесе лежит в вертикальной плоскости, то абсолютное движение гироскопа является результатом сложения вращений вокруг двух пересекающихся осей оси вращения Земли и оси гироскопа О . Угол между этими осями соответствует углу нутации 0, а угловой скоростью прецессии является угловая скорость вращения Земли вокруг ее оси. Следовательно, ф = 03 1 где озе — угловая скорость суточного вращения Земли, аз ц—угловая скорость вращения гироскопа в начальный момент времени, 0 — угол между положительными направлениями векторов оз и ф. [c.447]

Исследовать прецессию и нутацию оси Земли, обусловленную моментом сил, действуюш,их со стороны Солнца. [c.232]

Исключительно малая собственная скорость прецессии оси собственного вращения Земли в абсолютном пространстве объясняется тем, что точка приложения равнодействующей поддерживающих сил (гравитационное поле) и центра массы Земли совпадают, так как физическая природа гравитационных сил и сил инерции видимо одинакова. [c.48]

Ось вращения Земли дает пример рассмотренной прецессии, так как внешние моменты, действующие на Землю, настолько малы, что ее вращение можно считать происходящим без действия внешних сил. Так как Земля симметрична относительно своей оси и слегка сплюснута у полюсов, то для нее меньше чем /з, причем численное отношение этих моментов таково, что [c.185]

В таком виде представляется регулярная прецессия наблюдателю связанному с волчком (конечно, с точки зрения неподвижного в пространстве наблюдателя ось фигуры волчка в каждый данный момент вращается вокруг мгновенной оси вращения, которая, как мы знаем, в свою очередь описывает круговой конус вокруг неподвижного вектора момента импульса N). В применении к вращению Земли, которое мы будем рассматривать, наиболее удобна как раз точка зрения связанного с волчком наблюдателя — обитателя Земли. [c.190]

В соответствии с принятой в теории волчка терминологией, мы назвали движение земной оси, исследованное впервые Эйлером, свободной прецессией . Однако это противоречит терминологии, установившейся в астрономии. Как известно, термином астрономическая прецессия обозначают медленное вращение земной оси вокруг нормали к плоскости эклиптики, следствием которого является непрерывное смещение точек равноденствия в направлении, противоположном движению Земли по орбите, составляющее немного более 50" в год. Этой величине опережения соответствует период полного обращения зем- [c.192]

Астрономическая прецессия не является свободным движением Земли-волчка это движение вынужденное возникающее как результат одновременного притяжения Земли Солнцем и Луной. Уясним себе действие этого притяжения с помощью рис. 45, причем нам придется качественно предвосхитить теорию тяжелого симметричного волчка. [c.193]

На фигуре представлена плоскость эклиптики и в этой плоскости — круг, по всей площади которого следует мысленно равномерно распределить массы Солнца О и Луны )) (собственно говоря, два круга — круг Солнца и круг Луны , которые мы здесь слили в одно целое). Это равномерное распределение масс равносильно усреднению по времени мгновенных положений Солнца и Луны за период их относительного обращения вокруг Земли (в смысле метода теории возмущений Гаусса). Это усреднение по времени может быть оправдано тем, что времена относительного обращения Солнца и Луны вокруг Земли очень малы по сравнению с вышеупомянутым периодом прецессии, так что прецессия ни в коем случае не может зависеть от положения Солн- [c.193]

Здесь нам снова приходится столкнуться с двояким значением термина. В астрономии под нутацией понимают не свободное, а вынужденное движением Луны колебание земной оси. Орбита Луны не лежит в плоскости эклиптики, как это допускалось на рис. 45, а наклонена к ней под углом в 5°. Под действием совместного притяжения Солнца и Земли нормаль к лунной орбите описывает конус прецессии вокруг нормали к эклиптике. Эта прецессия означает обратное движение лунных узлов (точек пересечения орбиты Луны с плоскостью эклиптики), которое, однако, происходит гораздо скорее, чем прямое движение земных узлов, а именно в течение 18% лет. Понятно, что и земная ось, со своей стороны, испытывает влияние этих возмущений обратное движение лунных узлов вызывая астрономическую нутацию земной осщ происходящую с тем же периодом. [c.194]

Прецессия и нутация оси Земли. Силы притяжения Земли Солнцем приводятся к силе, приложенной к центру масс и к паре с моментом, нормальным к плоскости, проходящей через ось Земли и прямую, соединяющую центр Солнца с центром Земли. [c.148]

ПРЕЦЕССИЯ И НУТАЦИЯ ОСИ ЗЕМЛИ 149 [c.149]

Отрицательный знак указывает на обратное направление движения оси Земли во время прецессии. Результат прецессии может быть иллюстрирован движением гироскопа, центр тяжести которого находится ниже неподвижной точки. [c.149]

Нетрудно вычислить с хорошим приближением среднее значение лунной прецессии. Пусть Z (фиг. 54) — полюс эклиптики. С—полюс Земли, Л1—полюс лунной орбиты. Средняя скорость С под действием Луны будет равна [c.150]

Здесь М обозначает массу Луны, Е — массу Земли, Г) — расстояние Луны от Земли, л" — угловую скорость обращения Луны по своей орбите. Определяя составляющую скорости (10) в направлении, нормальном к Z , и деля на ]п <0, получим скорость прецессии вокруг Z равной [c.150]

Эти замечания нашли интересное применение в так называемой задаче об изменении широт. Эта задача ведет свое начало от того факта, полученного из наблюдений, что движение Земли около ее центра тяжести не только не является простым суточным вращением, рассматриваемым в элементарной космографии, но, строго говоря, не является даже регулярной прецессией, понятие о которой мы дали в п. 20 гл. IV т. I, и даже не представляет собой то общее возмущенное движение (которым мы будем заниматься в п. 61 следующей главы), которое могла бы предвидеть механика абсолютно неизменяемых тел, когда принимается во внимание лунно-солнечное притяжение. Остаются необъяснимыми некоторые дальнейшие малые перемещения мгновенной оси вращения Земли как относительно полярной земной оси, так и относительно неподвижных звезд. Именно эти весьма малые перемещения мгновенной оси относительно неподвижных звезд и вызывают так называемые изменения широт (на небесной сфере). [c.221]

Динамическое объяснение земной прецессии и определение МАССЫ Луны. Уже в кинематике (т. I, гл. IV, п. 19) мы описали регулярную прецессию, к которой в первом приближении приводится движение Земли вокруг ее центра тяжести О. Здесь на основе рассуждений предыдущего пункта вместе с рассуждениями п. 50 можно дать [c.336]

Так как этот потенциал зависит исключительно от уд, то непосредственно приложимы результаты предыдущего пункта так как земная прецессия является медленной, то нам придется проверить, будет ли удовлетворяться уравнение (119), когда в качестве потенциала I/ берут только что указанный потенциал лунно солнечного притяжения и величинам Гд и V приписывают значения угловых скоростей, которые соответственно принадлежат суточному вращению Земли и платоническому году (около 26 000 звездных лет). На самом деле угловая скорость суточного вращения Земли была бы здесь строго равна величине i, определенной из уравнения (118) но вследствие малости v по сравнению с на основании того же уравнения (118) можно принять Гд, как было сказано, совпадающим с р. [c.337]

Заметим, что, так как в действительности между всеми элементами, входящими в уравнение (119 ), элементом наименее доступным для измерения каким-либо другим путем является отношение т т массы Земли к массе Луны, то с астрономической точки зрения наибольший интерес, который представляет формула (119 ), будет заключаться именно в том, чтобы дать хорошую численную оценку этого отношения, если заранее считается достоверным, что земная прецессия происходит от лунно-солнечного притяжения. [c.338]

Мы уже говорили, что Землю можно рассматривать как волчок, ось которого прецессирует относительно нормали к эклиптике (это движение известно в астрономии под названием предварения равноденствий). Если бы Земной шар был однородным телом, имеющим форму правильной сферы, то другие тела солнечной системы не могли бы действовать на него с некоторым гравитационным моментом. Однако Земля немного сплюснута у полюсов и слегка выпучена у экватора. Поэтому на нее действует гравитационный момент (главным образом со стороны Солнца и Луны), что заставляет ось Земли прецессировать. Момент этот весьма мал, и поэтому прецессия Земной оси оказывается исключительно медленной период ее составляет 26000 лет, в то время как период ее собственного вращения равен всего одним суткам. Полный гравитационный момент, действующий на Земной шар, не является постоянным, так как моменты Солнца и Луны имеют несколько различные направления по отношению к эклиптике и изменяются, когда Земля, Солнце и Луна движутся друг относительно друга. В результате этого в прецессии Земли появляются некоторые неправильности, называемые астрономической нутацией. Ее, однако, не следует путать с истинной нутацией, рассмотренной выше, которая имеет место и тогда, когда момент вызывается постоянной силой. Клейн и Зоммерфельд отмечали, что истинная нутация выглядит так же, как прецессия оси вращения Земли относительно ее оси симметрии при отсутствии сил (мы рассматривали ее в предыдущем параграфе). Земля, по-видимому, начала вращаться с начальным значением ф, значительно брльшим того, которое требуется для равномерной прецессии, и поэтому ее нутация выглядит [c.197]

Показать, что конус X правильной прецессии Земли (рубр. 19—ьЧ)) пересекает поверхность земного шара по окруяшости, радиус которой но превышает 30 ся (при вычислении можно считать Землю шаром радиусом в 6000 кя.) Нагляднее северный по,люс оси вращения земли удален от географического полюса меньше, чем на 30 с.и. [c.219]

Будем считать, что движение спутника относительно центра масс не влияет на орбиту, так что орбита является кеплеровой эллиптической орбитой. Это допущение справедливо ввиду малости размеров спутника по сравнению с размерами орбиты. Такая постановка задачи, которую назовем ограниченной, обычно применяется в классических задачах о прецессии Земли и либрации Луны [94]. [c.58]

Земля также производит подобное движение. Вследстсие сжатия земли все силы тяготения, вызванные солнцем и действ ющие на отдельные части земли, можно заменить одной силой, проводящей через центр землч, и сравнительно небольшим моментом. Этот момент является причиной прецессии земли. [c.319]

Допустим, что ось гироскопа должна оставаться в горизонтальной плоскости. В этом случае угловая скорость прецессии равна проекции угловой скорости вращения Земли на зоризон-тальную плоскость. Углом нутации 0 является угол между осью [c.447]

Таким образом, ось z ротора быстровращающе-гося гироскопа при заданных условиях отклонится от заданного направления в пространстве на угол, в сто тысяч раз меньший, чем угол отклонения оси z ротора негироскопического твердого тела. Настоящий пример характеризует эффективную неподатливость оси Z быстровращающегося гироскопа по отношению к действующему на него моменту внешних сил. Интересно заметить, что установившаяся прецессия гироскопа, так же как и движение материальной точки под действием центральной силы, является движением, не требующим затраты энергии. Например, при установившемся движении спутника Земли (рис. 11.10) по круговой орбите скорость V движения спутника перпендикулярна силе G притяжения спутника к Земле и работа, совершаемая силой G при полете спутника, = = GV os (GV) = о, так как os (GV) = 0. [c.82]

Представим себе гироскоп (рис. V. ), обладающий двумя степенями свободы, ось х прецессии которого направлена по истинной вертикали места расположения прибора на Земле. При этом ось х прецессии гироскопа как-либо удерживается на направлении истинной вертикали (на рис. V. , а система стабилизации оси х на направлении истинной вертикали не показана), а ось z ротора гироскопа свободно поворачивается в плоскости горизонта. В качестве опорной системы координат выберем координатный трехгранник т] , ориентированный географически. Угол отклонения оси z ротора гироскопа от плоскости меридиана обозначим через р. В дальнейшем считаем, что ось х точно удерживается на направлении истинной вертикали (ось Такой прибор, представленный на рис. V. , я, называется деклинометрическим гироскопом, или гироскопом Фуко I рода. Приближенные уравнения движения гироскопа Фуко I рода составим, пользуясь принципом Д Аламбера. [c.106]

В 5.6 вычислялась прецессия оси вращения Земли вокруг полюса в предположении, что на Землю не действуют никакие моменты. С другой стороны, предыдущая задача показывает, что Земля подвергается вынужденной прецессии под действием гравитационных моментов Солнца и Луны. Можно, одиако, показать, что движение оси вращения Земли вокруг ее оси симметрии выглядит как нутация Земли и ее вынужденной прецессии. Для доказательства этого достаточно вычислить функции 6(/) и ф(/) для тяжелого симметричного волчка, у которого начальная скорость фо велика по сравнению со скоростью регулярной прецессии р/2а, но мала по сравнению с <02. При этих условиях граничные окрун<ности апекса будут близки друг к другу, но орбита апекса будет выглядеть так, как показано на рис. 58,6, т. е. будет иметь большие петли, медленно поворачивающиеся вокруг вертикали. Покажите, что равенство (5.64) будет в этом случае справедливым, [c.203]

Правда, регулярная прецессия представляет собой лишь частный случай движения тяжелого волчка (ср. стр. 183) наиболее же общим видом движения, которого следует ожидать в данном случае, является упомянутая там же псевдорегулярная прецессия, которая представляет собой результат наложения регулярной прецессии и малых нутаций . Эти нутации являются, однако, не чем иным, как свободными коническими качаниями оси фигуры, т. е. в нашем случае колебаниями полюса с периодом, равным периоду Эйлера (точнее, если учесть деформацию Земли, периоду Чандлера). Таким образом, ожидаемая псевдорегулярная прецессия действительно получается в результате наложения этих свободных нутаций на астрономическую прецессию. [c.194]

Далее ясно, что всякая сила, которая стремится ускорить или замедлить прецессионное движение волчка, т. е. увеличить или уменьшить -а, будет соответственно поднимать или опускать ось волчка. Это свойство известно под названием закона Кельвина, который применил его для объяснения известного явления, спящего" волчка, когда ось волчка постепенно принимает вертикальное положение. На фиг. 47 вращение предполагается правым относительно оси ОС, так что точка касания Р острия волчка с землей удаляется от читателя. Следовательно, в этой точке имеется сила трения, действующая на волчок в направлении к читателю. Вводя пару сил с моментом F GP мы можем перенести эту силу в центр тяжести О. Рассматривая прецессионное движение, мы должны принимать во внимание только составляющую момента, расположенную в плоскости чертежа и нормальную к оси ОС. Эта составляющая стремится ускорить прецессию вокруг гсртикали, проходящей через О и, следовательно, поднять волчок. [c.136]

Видимое вращение земли вокруг осп ОБ представляется правосторонним, вращение прямой / вокруг р — левосторонним, так что прецессия является регрессивной. Кроме того, если за единицу времени примем звездные сутки, так что платонический год будет содерясать этих суток 36(3 26 000, т. е., округляя цифры, 360 25 000 = 9 108 дней, то в качестве компонент х и V скоростей 0)1 и 0)2 при установленной ориентации осей /" и р мы получим значения [c.212]

Второе из уравнении (18) обнаруживает, что равноденственная прямая вращается в плоскости эклиптики с угловой скоростью 1 = V второе равенство (19) показывает, что это движение происходит чрезвычайно медленно, так что в течение ряда лет эта прямая может считаться неподвижной. Но в течение веков движение прямой N становится заметным. Так как V <0, то это движение направлено влево по отношению к оси эклпптпкпр и оси мира f (обращенной к северному полюсу земли), т. е, происходит по часовой стрелке это приводит к предварению, или прецессии равноденствий, вследствие которых в промежуток, составляющий, примерно, 13 0( 0 звездных лет (половина платонического года), происходит полное обращение температурных условий, характеризующих времена года в данном месте земли. [c.213]

Пример 30. Взаимное расположение конических повераностей, являющихся аксоидами, может быть весьма разнообразным. Например, если станем рассматривать и1вижение Земли, пренебрегая нутацией и принимая в соображение лишь суточное вращение и прецессию, то расположение аксоидов будет такое, как показано на фиг. 61. Здесь О — центр Земли, ось 0Z направлена по оси эклиптики к северному полюсу эклиптики ось ОС идёт к северному полюсу Земли угол между угловой [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...