Вклад вращения Земли в ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения принимает на полюсах Земли (g'max ~ 9,83), а наименьшее — на экваторе, при ср = О. Расстояние R от рассматриваемого тела до оси вращения Земли является функцией географической широты ср: Рис. 5.2. К определению зависимости ускорения свободного падения g и силы тяжести от широты местности (р. На экваторе вес тела Р ~ т (g — со2/?з) на 0,3% меньше, чем на полюсах… Читать ещё >
Вклад вращения Земли в ускорение свободного падения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Все мы (и физические приборы тоже) находимся на Земле, вращающейся вокруг своей оси, следовательно — в неинерциальной системе (рис 5.2). Из рисунка видно, что ускорение свободного падения и сила тяжести зависят от широты местности (р.
В тех случаях, когда требуется исследовать движение тел относительно земной поверхности с достаточно высокой точностью, необходимо учитывать действие сил инерции, вызванных вращением Земли вокруг своей оси.
Рис. 5.2. К определению зависимости ускорения свободного падения g и силы тяжести от широты местности (р
Сила тяжести D есть результат сложения двух сил: Fg = mg и FU6 = /и со2/?. 
Практически наблюдаемое значение g' пропорционально силе тяжести Р = mg'. Таким образом Р зависит от широты местности.
Расстояние R от рассматриваемого тела до оси вращения Земли является функцией географической широты ср:
где со — угловая скорость вращения Земли.
Возведем уравнение (4.5.5) в квадрат. Подставив полученное таким образом равенство выражения для модулей сил, после несложных преобразований, приведем к формуле:
которая определяет зависимость ускорения g' свободного падения от широты ср. Согласно этой формуле, наибольшее значение,.
ускорение свободного падения принимает на полюсах Земли (g'max ~ 9,83), а наименьшее — на экваторе, при ср = О.
На экваторе вес тела Р ~ т (g — со2/?з) на 0,3% меньше, чем на полюсах, в результате вращения Земли.
Если бы Земля вращалась с угловой скоростью со = ^g/a, то на экваторе тела бы находились в состоянии невесомости. Тогда линейная скорость тел была бы равна первой космической скорости ).
Прямая линия, вдоль которой направлена нить с подвешенным на ней покоящемся телом, называется вертикалью, или линией отвеса. На;
1 г правление силы тяжести Р = mg совпадает с вертикальным направлением. Поэтому прямая, проходящая через центр Земли и какую-либо точку на ее поверхности, вообще говоря, не совпадает с линией отвеса в этой точке. Вертикаль направлена к центру Земли только в полюсах, где центробежная сила равна нулю, и на экваторе, где эта сила коллинеарна силе тяготения.
Вклад в ускорение свободного падения вносит также и Луна. Вклад Луны в ускорение свободного падения разобран в задаче 8.3.