ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

 

В каждой точке Земли и околоземного пространства можно обнаружить действие гравитационных сил (gravitas - тяжесть). Пространство, в которых проявляется действие этих сил, называется гравитационным.

Силы, действующие в каждой точке Земли и в околоземном пространстве, являются составляющими сил, различных по происхождению. Основная часть этих сил вызывается Землей в целом как телом, обладающим значительной массой (Мз≈6·10²⁷ г)

Сила, с которой всякое тело притягивается к Земле, называется силой тяжести. Сила тяжести в данной точке Земли – равнодействующая двух сил: силы притяжения всей массой Земли и центробежной силы, вызванной суточным вращением Земли вокруг своей оси (рис. 3.1).

 

Рис. 3.1

1. .

На единицу массы:

Рис. 3.1,а

2. , (1)

(см. рис. 3.1,а).

В этом случае значение силы притяжения (напряженности) численно будет равно сообщаемому массе ускорению (ускорению свободного падения), размерность которого м/с². В гравиметрии единицей измерения (хотя и не узаконенной в метрической системе единиц измерения) является Галл (Гл) 1Гл=10^-2 СИ; мГл=10^-5 СИ.

Составляющие силы притяжения F_x, F_y, F_z вектора напряженности по декартовым осям координат будут иметь следующий вид:

Отсюда видно, что эти составляющие представляют частные производные по координатам притягиваемой точки от функции V, называемой потенциалом притяжения:

- величина скалярная.

Здесь τ - объем Земли.

Для масс, заполняющих объем τ, и, учитывая (2) и (3), потенциал притяжения выразится тройным интегралом по объему Земли:

1. И, наконец, геометрическая сумма двух сил: силы притяжения Земли и ее центробежной силы составляют полный вектор тяготения Земли – ускорение свободного падения тел на Землю (рис. 3.1):

.

Ускорение g на экваторе равно 978 Гл , на полюсах – 983.2 Гл.