1 дәріс. Механикалық қозғалыстардың теориялық негіздері
жүктеу/скачать 3,36 Mb. Pdf көрінісі
|
Дәрістер мазмұны
|
Осының салдарынан жасанды серік жолы батыс бағытында ендік бойымен сағатына 15 0 -қа емес ( ) 15 1 / 24 + -қа ығысады. Бір қарағанда осындай аз түзету қосыла келіп бірнеше тәуліктерден кейін градустармен өлшенетін қосымша береді. 7.4.2. Жер пішіні Жер пішіні шар емес екені көптен бері айқын болды. Бірінші болып осы ауытқудың сандық мәнін бүкіләлемдік тартылыс заңына сүйене отырып И.Ньютон берді. И.Ньютонның есептеу негізіне алған ойы қарапайым еді. Көз алдымызға полюстен Жер центріне, одан радиус бойымен экватордың бір нүктесіне жүргізілген каналды елестетейік. Жер центрінде екі каналда да қысым бірдей болатыны анық. Ал, центрден басқа нүктелерде жағдай басқаша болады. Яғни, Жердің айналуына байланысты центрден бірдей қашықтықтағы нүктелерде экваторға бағытталған каналда сұйық бағанасы элементінің салмағы полюске бағытталған каналдағы дәл сондай сұйық бағанасы салмағынан аз болады. Сондықтан Жер центріндегі қысым бірдей болу үшін экваторға бағытталған канал ұзынырақ деп болжау керек. Бұның өзі – Жер дұрыс шар емес, полюстер бағытында қысылған дене деген сөз. Қысылу мөлшері, немесе қабысу көрсеткіші, мына формуламен есептеледі: э п э d d f d − = , мұндағы d э – экваторлық, d n – полюстік диаметрлер. Келтірілген осы көзқарас негізінде Ньютонның тапқан шамасы f =1/298 болды. Бұл нәтиже 1687 жылы ғылыми басылымдарда жарық көріп еді. Содан бері нақ осы уақытқа дейін Жердің қабысу көрсеткіші әр түрлі тәжірибелік әдістермен зерттеліп келеді. Азды-көпті айырмашылықтар байқалмағанмен алынған нәтижелер Ньютон шешіміне жақын болып шықты. Жердің жасанды серіктері ұшырылғанша олардың ішінде кең тараған мән f =1/297,1 болды. Ал жасанды серіктердің ұшуына байланысты зерттеу әдістері мен бақылау аспаптары жетілдіріліп, дәлдік деңгейі жоғарылап табылған коэффициентке айтарлықтай түзету енгізілді. Зерттеулер мына ойларға негізделген. Егер Жер пішіні дұрыс шардан өзгеше болса, оның тартылыс өрісі Жер центрінде орналасқан материялық нүктенің тартылыс өрісімен бірдей болмайды. Ары қарай Жер пішіні алдын ала белгілі деп санасақ, тартылыс өрісі мен жасанды серік траекториясын есептеуге мүмкіндік бар. Ондай есептеулер әдетте қуатты компьютерлер көмегімен жүргізіледі. Бұл жерде алынған нәтижелерді баяндау жеткілікті. Егер Жердің қабысуын ескерсек, орбита жазықтығы қозғалмайтын жұлдыздарға қарағанда тұрақты орнын сақтамайды. Ол Жер осін серіктің айналу бағытына қарсы бағытта айналады. Мысалы, жасанды серік, 7.4.1 -суретте көрсетілгендей, Жерді шығыс бағытта айналса, оның орбитасы жазықтығы батыс бағытқа бұрылады. Егер орбита жазықтығының орнын өзгертпей 7.4.1 - сурет жасанды серік айналу бағытын қарсы өзгертсек, орбита жазықтығының айналу бағыты да қарсы өзгереді. Ал орбита жазықтығымен экватор аралығындағы бұрыш тұрақты болып қалады. Егер серік орбитасының жазықтығы Жердің айналу осі арқылы өтсе, яғни орбита дәл полярлық болса, ол қозғалмайтын жұлдыздарға қарағанда өзінің бағытын сақтайды. Орбита жазықтығының айналу жылдамдығы Жердің қабысу дәрежесі мен өзінің басқа сипаттамаларына тәуелді. Сондықтан орбитаның кейбір сипаттамаларын есептеп жєне айналу жылдамдығын анықтағасын Жердің қабысу коэффициентін табуға болады. Жердің қабысуы жасанды серік орбитасы жазықтығының айналуынан басқа тағы бір құбылысқа себепкер: орбита перигелийі солтүстік жартышардан оңтүстікке және, керісінше, орын ауыстырып отырады. Перигелийдің айналу жылдамдығы Жердің қабысуына және орбитаның көлбеу бұрышына тәуелді. Осыған байланысты перигелийдің айналу жылдамдығы арқылы Жердің қабысуын есептеуге екінші мүмкіндік туды. Міне, осындай зерттеулердің арқасында Жердің қабысу дәрежесі 1/298,2 мен 1/298,3 аралығында жатқаны анықталды. Бұл нәтиже Жердің экваторлық радиусы полюстік радиусынан бұрынғыдай 42,94 км-ге емес 42.77 км-ге артық екенін білдіреді, басқаша айтқанда, Жер пішіні бұрынғыға қарағанда 170 м дәлірек табылды. Бұның өзі айтарлықтай маңызы бар жаңалық болды, себебі сол кездің өзінде Жер бетіндегі геодезиялық ізденістер 10 м дәлдікпен жүргізіліп еді. Бірақ Жердің қабысуы оның пішінінің шардан ауытқуының жалғыз ғана көрінісі емес. Шар пішінінен толық ауытқу математикалық түрде гармоникалар деп аталатын ретті ауытқулардың қосындысымен берілуі мүмкін. Қабысу екінші гармоникаға, алмұрт тәрізді пішін үшінші гармоникаға, квадрат пішін төртінші гармоникаға т.с.с. жатады. 7.4.2 -суретте қосындысы Жердің нақты пішінін анықтайтын бірнеше алғашқы гармоникалар келтірілген. 7.4.2 - сурет Әр гармониканың жасанды серік орбитасына жасайтын әсерін есептеп, олардың әр қайсысының Жер пішінінің қалыптасуына қосқан үлесін анықтауға болады. Жердің алмұрт тәріздес болуына жауапкер үшінші гармоника перигелийдің қай жартышарда тұруына байланысты оның Жер центріне дейінгі қашықтығының өзгеруіне жағдай жасайды. Серіктердің орбиталарын зерттеу Жердің алмұрт тәрізділігін, яғни солтүстік полюс бағытындағы сопақтылығы 40 м-ге жуық екенін көрсетті. Бұл – солтүстік полюстегі мұхит беті экватор жазықтығынан Антарктидадағы үш км мұз қабат астындағы су деңгейіне қарағанда 40 м қашық жатыр деген сөз. Серік орбитасы элементтерінің өзгеруіне келесі гармоникалар да үлес қосады. Оларды ескеру Жер пішінін жақсы дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен Жер пішінінің негізгі ерекшеліктері оның қабысуы мен оңтүстік жєне солтүстік жартышарлар арасындағы алмұрт тәрізді асимметриялығында болып отыр. Жасанды серіктер қозғалысын бақылаудың тағы бір маңызды салдары – экватор пішінін анықтау. Серіктер ұшырылмай тұрғанда-ақ экватор сызығы дәл шеңбер емес екендігі белгілі болған. Бұл пікір тартылыс күші бойлыққа тәуелді өзгеру құбылысына негізделген еді. Бірақ Жер айналуы салдарынан жасанды серік барлық бойлықтарды басып өтуіне байланысты тартылыс күшінің бойлық бойынша өзгеру эффектісі орташаланып, бұл құбылыстың әсерінен серік орбитасының оншалықты өзгеруі байқалмайды. Дегенмен, айтылған орташалану жасанды серіктердің траекториясынан тәулік барысында бірнеше жүз метрге жететін жеке тербелістерден құралады. Осы тербелістер негізінде тартылыс күшінің бойлыққа тәуелді өзгеруі және экватордың пішіні туралы қорытынды жасауға болады. Бірінші жуықтауда экватор үлкен жарты осі 20 0 батыс бойлықтан 160 0 шығыс бойлыққа, кіші жарты осі 110 0 батыс бойлықтан 70 0 шығыс бойлыққа бағытталған эллипске ұқсайды. Осы осьтердің арасындағы айырмашылық 140 м-ге жуық болып шықты. Табылған нәтиже экватор пішіні жасанды серіктер қозғалысын бақылау негізінде тағы да тексеріліп, дәлірек анықталды. жүктеу/скачать 3,36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|