Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Горизонтальная и вертикальная составляющие земного вращения




Мы выяснили, что если в первоначальный момент ось гироскопа находится в меридиане и горизонтальна, то в следующий момент вследствие вращения Земли она выйдет из меридиана и одновременно отклонится от горизонта.

Чтобы использовать гироскоп в качестве курсоуказателя, т. е. превратить в гирокомпас, нужно заставить главную ось гироскопа непрерывно следовать за меридианом и оставаться все время в нем. Но для этого необходимо выяснить, с какими угловыми скоростями вращаются в пространстве сами плоскости меридиана и истинного горизонта для наблюдателя, находящегося в любой широте.

Вращение Земли, если наблюдать его со стороны северного полюса, совершается против направления движения часовой стрелки. Предположим, что наблюдатель находится в северном полушарии в широте φ (рис. 3.7). Пользуясь правилом построения вектора угловой скорости вращающегося тела, построим вектор угловой скорости вращения Земли по оси мира PNPS к северному полюсу. Разложим вращение Земли на два вращения: вокруг полуденной линии

N — S и вокруг отвесной линии OZ наблюдателя. Для этого спроектируем вектор на полуденную и отвесную линии наблюдателя. Из рисунка имеем:

. (3.1)

Составляющая называется горизонтальной составляющей земного вращения, а составляющая вертикальной составляющей земного вращения.

Горизонтальная составляющая земного вращения показывает, что плоскость истинного горизонта вращается в пространстве вокруг линии N — S наблюдателя с угловой скоростью, равной , причем со стороны севера (с конца вектора ) это вращение усматривается против направления движения часовой стрелки. Т. е. восточная половина горизонта непрерывно в пространстве «опускается», а западная — «поднимается» относительно своего начального положения.

Вертикальная составляющая земного вращения показывает, что плоскость меридиана наблюдателя вращается в пространстве вокруг отвесной линии наблюдателя с угловой скоростью, равной , причем со стороны наблюдателя, находящегося в северном полушарии, это вращение усматривается против направления движения часовой стрелки, т. е. северная часть меридиана непрерывно «отходит» к западу.

В южной широте (рис. 3.8), так же как и в северной, вектор направлен по полуденной линии N — S к северу, т. е. направление вращения плоскости истинного горизонта не меняется – восточная половина его непрерывно в пространстве опускается, а западная поднимается.

Вертикальная составляющая земного вращения в южной широте направлена не к зениту наблюдателя, как это было в северной широте, а к надиру. Следовательно, в южной широте вращение меридиана наблюдается по направлению движения часовой стрелки, т. е. северная часть меридиана непрерывно «отходит» к востоку.

Рис. 3.7. Горизонтальная и вертикаль- ная составляющие земного вращения в северной широте
Рис. 3.8. Горизонтальная и вертикаль- ная составляющие земного вращения в южной широте

 

Пользуясь формулами (3.1) для горизонтальной и вертикальной составляющих земного вращения и зная их направления, легко определить направления и скорости вращения плоскостей горизонта и меридиана и, следовательно, направления и скорости видимого движения оси свободного гироскопа, установленного в разных точках земной поверхности.

 







Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 2485. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.001 сек.) русская версия | украинская версия