Сила тяготения, сила тяжести, вес.

Рассмотрим, как влияет вращение Земли на равновесие и движение тел у ее поверхности.

Угловая скорость вращения Земли равна:

.

Сила тяготения – это сила, которая действует на точку (тело) М вблизи поверхности Земли согласно закону всемирного тяготения. Она направлена к центру Земли.

Так как точка (тело) М участвует вместе с Землей в ее вращении с угловой скоростью , то на нее действует переносная сила инерции

Сила тяжести равна геометрической сумме силы тяготения и переносной силы инерции

.

На экваторе сила тяжести максимальна ( ),

на полюсе минимальна

( )

Если точка покоится вблизи поверхности Земли, то сила тяготения , переносная сила инерции и реакция поверхности Земли образуют уравновешенную сходящуюся систему трех сил

+ +

.

Весом тела называют силу, с которой это тело действует на связь. При покое вес тела численно равен силе тяжести (нормальной реакции).

При движении точки вблизи поверхности Земли вес точки (тела) изменяется от 0 (невесомость) до нескольких (перегрузки).

Уравнение относительного движения точки (тела) вблизи поверхности Земли имеет вид:

,

где ,

- угол между осью Земли и скоростью движения точки (тела) относительно Земли.

Если мало, то кориолисовой силой можно пренебречь. Например, при скорости полета снаряда , . Поэтому в большинстве аналогичных расчетов кориолисовой силой инерции пренебрегают.

12.1.4 Закон Бэра:

Вследствие вращения Земли, в северном полушарии тело, движущееся вдоль ее поверхности, отклоняется вправо, в южном - влево. Свободно падающее тело отклоняется к востоку, брошенное вверх - к западу.

Поэтому в северном полушарии у рек более крутые правые берега, в южном - левые, вблизи экватора - оба берега одинаковые.

Образование циклонов и антициклонов также вызвано вращением Земли. При движении потоков воздуха из области высокого давления (В) в область низкого давления (Н) кориолисова сила отклоняет их вправо.

Воздушные течения, преобладающие в различных областях земного шара образуются из-за неравномерного нагревания поверхности Земли Солнцем в различных широтах и вращения Земли. Так, например, в северном полушарии воздух, нагревшийся над экватором, поднимается вверх и движется к полюсу, но по мере движения вследствие вращения Земли он все больше отклоняется от прямого движения и на широтах около30° принимает направление с запада на восток. Таким образом, в субтропических широтах на высоте 3-5км над поверхностью Земли располагается зона западных ветров. Воздушные течения, идущие в сторону экватора, имеют северо-восточное направление и называются пассатами, а расположенные над ними юго-западные и западные ветры - антипассатами.