17 декабря, 2017 22:22
Жер центрімен («айналмаған») байланысқан санақ жүйесінде Күннің Жерге үдеу беретін тартылыс күші мен осының әсерінен Жер- мен байланысты санақ жүйесінде пайда болатын инерция күші Күн центріне дейін қашықтығы
|
Жер мен Күн центрлерінің арасындағы қашықтыққа тең нүктелерде бір- бірінің орнын толтырады (теңес- тіреді). Мұндай толық теңесу жағдайында не тартылыс күштері, не инерция күштері байқалуы мүмкін емес. Бірақ, Жер бетінде белгілі бір шеңбер құрастырған нүктелерден басқа нүктелердің Күн центрінен қашықтығы Жер мен Күн центрлерінің арасындағы қашықтыққа тең бол- майтыны күмэн тудырмайды. Осы |
| шеңберден тыс баска нүктелерде инерция жэне тартылыс күштері біріне-бірі тең болмайды.
Жер беті аймақтарында тартылыс күші мен инерция күштерінің өзара теңеспеуіне байланысты, тасу, мыса- лы, теңіз суының жағадан шығу құбылысы байқалады. Әрине, бұл процесс мұхит жағалауында айқынырақ жүреді. Тэулік бойы екі рет мұхит жағасында су деңгейі айтарлықтай көтеріліп, қайтадан орнына келеді. Бұл құбылысқа мұхиттың өзара қар- сы екі аймағында ең алдымен Ай әсерімен байланысты, оған қоса Күн эсерімен байланысты пайда болған екі «өркеш» себеп болады. Өркештердің орны (Ай орны сияқты) гелиоцентрлік санақ жүйе- сінде тэулік бойы өзгермейді, сон- дықтан Жер өз осін айналғанда, өркештер Жердің айналу бағытына қарсы мұхит бетімен қозғалады. Кезекті өркеш мұхит жағасына жақын- дағанда су деңгейі көтеріледі (тасу), ал өркештің ең жоғарғы нүктесі жағаға жеткенде су қайта бастайды (қайту). Сонымен, тасу жэне қайту процестерін түсіндіру үшін мұхит- тың қарсы аймақтарында не себептен екі өркеш пайда болатынын анықтау керек. Жердің тэуліктік айналысы тек өркештердің мұхит бетінде орын ауыстыруына себепкер, яғни өркеш- тердің пайда болуына айтарлықтай үлес қоспайды. Сондықтан өркештер |
| Ғ =7
к Ж I |
| табиғатын зерттеуде Жердің өз осін айналуын ескермеуге болады. Жер бетінде байкалатын тасулар, негізінен, Айдың әсерімен байланысты, бірак бұл кұбылыска, эсіресе Ай жаңа туған кезде, яғни Ай мен Күн Жерге карағанда, бір бағыт бо- йында орналаскан жағдайда, Күн де айтарлыктай үлес косады.
Қолайлырак болғандыктан, Күн тудыратын тасуларды карастырайык. Өркештердің пайда болу табиғатын түсіндіру үшін судың Жер бетіне салыстырмалы (бірақ, жоғарыда ай- тылғандай, айналмайтын) санақ жүйесіндегі судың қозғалысын тал- дауымыз керек. Біз тек Күнмен бай- ланысты тасуларды зерттегендіктен, есепті ары қарай оңайлату үшін Айдың, тіпті ол жок болғандай, Жер қозғалысына әсерін ескермейік. Олай болса, Жер тек Күн тартылыс күші әсерінен шеңберге жуық орбита- мен қозғалады. Бұған қоса, Жер осі оның орбитасына перпендикуляр деп ойлап, Жер экваторының жазықтығы оның орбитасының жазықтығымен сэйкес деп санайық . Жер- мен байланысқан санақ жүйесінің эр нүктесінде — та инерция күші эрекет егеді. Мұндағы т — күш эрекет еткен дененің массасы; а — Күн тартылыс күшінің әрекетінен козғалған Жер центрінің үдеуі. Күн мен Жер арасындағы тарты- лыс күші: |
| М. М. |
| мұнда Мж — Жер массасы; Мк — Күн массасы; гкж— олардың центрлерінің арасындағы кашықтық. Олай бол- са, Жер центрі қозғалысының үдеуі шама жағынан былай анықталады:
а = ^=ііО. |
| <3 ІКүн )С> |
| Дэлірек айтқанда, Жер Күнді айналғандықтан, Жермен байланыс- қан санак жүйесінде инерция күшін анықтағанда біз Жердің эр нүктесін- де центрден тепкіш инерция күшін де есептеуіміз керек еді. Бірақ, шешу барысы ықшам болу үшін, Жер Күн тартылыс күші әсерінен Күнге карай ілгерілемелі козғалады деп санайық. Мұндай болжамға Жердің Күнді айнала, салыстырмалы баяу қозғала- тыны негіз бола алады. Сонымен, Жермен байланысқан санак жүйесі- нің барлық нүктелерінде массасы т суға әсер ететін инерция күшімынаған тең: Ғ = -та = —ут и 1 |
| 2 |
| Инерция күшімен қатар, масса- сы т суға әсер ететін Күн тартылыс күшінің А жэне В нүктелеріндегі мэндері |
| утМ
(‘V* -Г,У |
| тМ |
| 1 + |
| 2 г |
| тМ, |
| утМк |
| т,В |
| (гк,ж гж) |
| 2 |
| массасы т денеге эсер ететін тар- тылыс күшінің мэніне жуык болады: |
| өрнектерімен анықталады. Ал С жэ- не Д нүктелеріндегі тартылыс күште- рі Күннің Жер центрінде орналасқан |
| Инерция жэне массасы т суға А, В, С, Д нүктелерінде эсер ететін тар- тылыс күштерінің корыткы күшін табу үшін Күнге бағытталған тар- тылыс күштерінен кері бағытталған инерция күшінің жалқы мэнін алу керек. Осының нәтижесінде қорытқы күштердің шамасы былай анықталады: |
| ‘қ.А |
| Қ,В |
| У тМк | (
1 + |
2гж | тМк | |
| г2 | г | У | г2 | |
| кж | V | к,ж / | к,ж | |
| тМ | ( | 2гж) | тМ „ | |
| 1 — | к | |||
| 1 г2 | — у | г2 | ||
| ‘кж | Қ | к,ж , | ‘ к,ж |
| „2утМДж— |
| -2утМ*Г* |
| Ғқ,с ~ Ғк Л — 0; |
| қ,Д |
| көп бөлігіне эсер еткендіктен, бұл аймақтарда су бетінің деңгейін бай- қарлықтай көтереді, яғни екі өркешті тудырады.
Тасу құбылысына қарапайым, бі- рақ көрнекті түсініктеме беруге бола- ды. Мұхиттағы су деңгейінің өзгеруі су мен оны ұстап тұрған «ыдыс- тың», яғни Жер беті қыртысының әр түрлі үдеумен қозғалуынан туады. Осы ойды мына тәжірибемен то- лықтырайық: Тік бұрышты шыны құты маятник түрінде жіппен ілінген Деңгейдің өзгеруі анық көрінуі үшін ыдысқа боялған су құйып, оны тербелмелі қозғалысқа келтірейік. |
| Соңғы теңдеулерге қарағанда, А нүктесінде тартылыс күші инер- ция күшінен басым болып, қорытқы күш Жерден Күнге бағытталған, ал диаметрдің екінші ұшында жатқан В нүктесінде қорытқы күш Күннен кері бағытталған, яғни ол күш те Жер бетіне кері бағытта әсер етеді. Қорытқы күш А жэне В нүктелері- нен алыстап, С жэне Д нүктелеріне жақындаған сайын азайып, нөлге ұмтылады.
Тасуға себепкер ҒқА жэне ҒқВ күштер шама жағынан аз болғаны- мен (олардың суға беретін үдеуі 10-7 § шамасында), мұхиттың күндізгі бетінің (ҒқА) және түнгі бетінің (Ғ ) |
| Бастапқыда су бетінде толқындар пайдаболғанымен,бірте-біртетыныш- талып, судың еркін беті құты табаны- на параллель қозғала бастайды, яғни Жердің тартылыс күші ыдыс пен су бөлшектеріне бірдей үдеу береді. Егер ыдыстың екі жағына, серіппелер бекітсек, тербе- лістер барысында судың еркін беті қүты табанына параллель болып кал- май, өзі тербелмелі қозғалысқа келді. |
| Бүл кезде серіппелердің эсерінен кұтының үдеуі өзгергенімен, суға бүрынғыдай тек Жер тартылыс күші әрекет еткендіктен, оның үдеуі түрақты болып қалады. Маят- ник (су қүйылған ыдыс) өзінің шеткі орнына жақындағанда серіппе әсерінен тежелсе, су бөлшектері оның үдеуінен үлкен үдеумен ыдыс қабырғасына жақындайды, яғни су деңгейі көтеріліп, өркеш пайда болады. Маятник екінші шеткі орын- ға жақындағанда, ыдыстың екінші қабырғасында екінші өркеш пайда болады. Міне, тербелген ыдыстағы пайда болған су өркештерінің осын- дай суреттемесі тасу қүбылысына қарапайым түсініктеме береді. |
Автор публикации
