Для чего фигура земли абстрагируется

Фигура Земли

100 метров, а на западе Тихого — поднята на

Фигура Земли — термин для обозначения формы земной поверхности. В зависимости от определения фигуры Земли устанавливаются различные системы координат.

Содержание

История вопроса

То, что форма Земли должна отличаться от шара впервые показал Ньютон. Он предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова. Но на воду в экваториальной шахте действует центробежная сила, в то время как на воду в полярной шахте — нет. Поэтому для равновесия воды в обеих шахтах необходимо, чтобы экваториальная шахта была длиннее.

Современные представления о фигуре Земли

В нулевом приближении можно считать, что Земля имеет форму шара со средним радиусом 6371,3 км. Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальной сферой. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; приливные деформации также искажают форму поверхности. В геодезии и космонавтике обычно для описания фигуры Земли выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.

По определению, геоид — это поверхность, всюду нормальная силе тяжести. [2] Если бы Земля целиком была бы покрыта океаном, то, в отсутствие приливного воздействия других небесных тел и прочих подобных возмущений, имела бы форму геоида. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Референц-эллипсоиды в целом имеют геометрические параметры, отличные от геометрических параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.

На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.

Источник

Фигура Земли

Земля является третей планетой от Солнца в Солнечной системе. Проведя множество анализов и экспериментов, были оформлены нынешние соображения о форме Земли и её величине. В то же время начались данные исследования ещё с незапамятных времён.

Модели фигуры Земли

Древнегреческий учёный, географ, математик, астроном, филолог и поэт Эратосфен Киренский, живший во втором-третьем столетии до нашей эры, первым вычислил размеры Земли, и определил её, как шарообразный объект. Проведя вычисления Эратосфен определил, что радиус Земли составляет 252000 стадий. Стадий – это единица измерения расстояний в древних системах мер большого количества народностей, которая была введена в Вавилоне, а позже перекочевала к греческим учёным, получив греческое наименование.

Так как в древние времена существовало несколько стадий в различных странах, то он приравнивался к различному количеству метров. И каким именно стадием пользовался Эратосфен, узнать сложно, так как не осталось никаких свидетельств. Однако его вычисления были довольно точными, и при любых расчётах, радиус Земли находился в промежутке от 8397 километров до 6916 километров. Нынешние вычисления определяют для усредненного радиуса Земли значение 6371 километров, что во всех ситуациях превращает произведённые вычисления уникальными результатом и первейшим относительно правильным вычислением размеров Земли.

Протяжённость экватора, в соответствии с вычислениями Эратосфен, приравнивается к 39501 километру, в то же время реально протяжённость экватора составляет всего лишь на 574 километров больше (40 075 км). Вид нашей планеты исследовался и исследуется на основе результатов геодезических вычислений, в том числе, измерений силы тяжести в различных местах плоскости Земли. Определённые значения, характеризующие её форму и размеры, уточнялись учёными, в соответствии с информацией искусственных спутников Земли.

Так как, геоид имеет непростую и неправильную форму, для разрешения различных вопросов на поверхности планеты, необходим выбор таковой геометрически правильной фигуры, оказывающейся приближённой по собственному внешнему виду к геоидному. Разговор может осуществляться об эллипсоиде вращения (т.е. сфероиде). Земной эллипсоид является трёхосным эллипсоидом вращения и имеет последующие параметры:

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Все государства до 1964 года нацеливались на информацию о «своём» земном эллипсоиде, который носил называние референц-эллипсоид, являясь эталоном. С 1946 года, для любых работ в Советском Союзе был принят референц-эллипсоид, который разработали в 1940 году советский астроном-геодезист Феодосий Николаевич Красовский и советский геодезист Александр Александрович Изотов.

Искусственные спутники для уточнения фигуры Земли

Искусственные спутники Земли оказывают огромную помощь при определении детализации фигуры планеты, а также в установлении совокупности доселе неизведанной её специфики. Первоначально учёные установили сжатие Земли. Таким образом, было выявлено, что при перемещении искусственных спутников по орбитальной траектории, более удалённая и идеально приближённая точки их орбитальных траекторий (апогей и перигей, соответственно), не имеют возможности поддерживать постоянное расположение относительно звёзд. Данная ситуация была бы реальной в случае, когда Земля имела бы вид правильного шара.

Обе крайние точки нельзя увидеть с Земли. Данные точки обходят по окружности планеты, и их передвижение, в то же время, практически тем быстрее, чем сильнее сжатие Земли. А также, когда плоскость орбитальной траектории искусственного спутника к плоскости земного экватора склонена, по возможности меньше.

Если определены значения отклонения апогея (перигея) после следующего оборота, производимого планетой, усреднённая дальность от Земли до искусственного спутника, в том числе, время, за которое выполняется оборот вокруг планеты, а также наклонность орбитальной траектории спутника относительно плоскости экватора Земли, сжатие планеты учёные имеют возможность без особых сложностей вычислить. Сжатый эллипсоид демонстрирует правильный объект вращения.

В то же время обладать правильной формой имеет возможность только единородное (либо обладающее одинаковым рассредоточением плотности) вращающийся объект. Поверхность данного объекта во всех точках должна располагаться в перпендикулярном состоянии линии силы тяжести. В действительности, почва в земной коре располагается неравномерно, что поясняет отсутствие возможности соответствия поверхности, перпендикулярной во всех точках отвеса, с поверхностью эллипсоида.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

В то же время, в действительности, угол, образованный вышеуказанными поверхностями, в различных точках является отличным друг от друга. При произведении уровенных поверхностей большое количество раз, будет отсутствовать их какие-нибудь сходства. Та из уровенных поверхностей, более всего соотносящаяся с плоскостью эллипсоида Земли, будет именоваться геоидом.

Изменения формы геоида в фигуре Земли

С окончанием порождающей отступление силы, водная плоскость инициирует мгновенное принятие уровенного состояния, при этом отмечается относительно не быстрое сглаживание плоскости суши. Та плоскость Земли, наблюдаемая людьми, усложнена воздействием процессов внутренней и внешней ориентации, она является физической поверхностью Земли. Фигура геоида подвергается влиянию разных трансформаций, провоцирующих следующие события:

Учёные во время обрабатывания итогов передвижения искусственных спутников по полярным орбитальным траекториям, отметили некоторые особенности:

Фигура Земли делает возможным обоснованное уменьшение угла падения на её плоскость лучей Солнца (в сторону северного и южного полюса от экватора). Данное уменьшение порождает сокращение в те же стороны объёма энергии Солнца, получаемой плоскостью Земли. Величины объёма эллипсоида Земли приобретены на основании данных, которые получены во время геодезических съёмок, производимых на территории Российской Федерации, принимая во внимание информацию о градусных измерениях, производимых в иных государствах.

Источник

Практическая работа № 1 Тема: Форма, размеры и общее строение Земли.

Практическая работа № 1

Тема: Форма, размеры и общее строение Земли

Цель: изучить форму Земли, ее строение, структуру и состав.

Пользуясь лекционным материалом и другим учебным пособиями изучите темы «Форма и размеры Земли», «Внутреннее строение Земли», «Геофизические поля Земли».

Назовите математические модели, используемые для описания формы Земли в порядке их приближения к истинной форме Земли. Укажите размеры полярных и экваториальных радиусов этих фигур.

Рис. 1. Форма и размеры Земли

Выпишите в тетрадь основные показатели фактических размеров Земли: средний, средний экваториальный и средний полярный радиусы, экваториальное и полярное сжатие, длину меридиана, длину экватора, площадь поверхности Земли, длину дуги 1 градуса меридиана.

Перечертите в тетрадь рис. 2.

Охарактеризуйте каждую оболочку твердого тела Земли, указав ее толщину, температуру, плотность, химический состав и физическое состояние.

Рассмотрите рис. 3. Перечислите типы земной коры, охарактеризуйте каждый тип, указав его мощность, строение, состав и соответствие в рельефе.

Рис. 2. Внутреннее строение Земли

Перечислите геофизические поля Земли. Изучите их и охарактеризуйте магнитное, гравитационное, тепловое и электрическое поля.

Рис. 3. Типы земной коры

Какова форма Земли? Назовите уровни ее абстракции и соответствующие им типы математических фигур.

Для чего фигура Земли абстрагируется?

Каковы причины различий в величинах экваториального и полярного радиусов?

Перечислите оболочки Земли.

Из чего состоит твердое тело Земли?

Что представляет собой земная кора?

Что такое «граница Мохоровичича»?

Назовите типы земной коры и соответствующие им типы рельефа. Укажите особенности каждого из них.

В чем различия между понятиями «земная кора» и «литосфера»?

Охарактеризуйте строение, химический состав, физическое состояние мантии.

Дайте характеристику ядра Земли.

Что представляют собой геофизические поля Земли? Какое значение они имеют?

Что представляет собой магнитосфера Земли?

Что представляет собой электрическое поле Земли?

Что представляет собой тепловое поле Земли? Каковы причины и следствия его возникновения и существования?

Что представляют собой геохимические процессы, происходящие в земной коре? Что такое «кларк»?

Курс повышения квалификации

Охрана труда

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-828698

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Учителя Кубани смогут получить миллион рублей на взнос по ипотеке

Время чтения: 1 минута

В московских школах придумали новый формат классных часов с участием отцов

Время чтения: 2 минуты

Бельгийский город будет платить детям виртуальные деньги за отказ от неэкологичного транспорта

Время чтения: 0 минут

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Комиссия РАН призвала отозвать проект новых правил русского языка

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Для чего фигура земли абстрагируется

Фигура Земли

Земля является третей планетой от Солнца в Солнечной системе. Проведя множество анализов и экспериментов, были оформлены нынешние соображения о форме Земли и её величине. В то же время начались данные исследования ещё с незапамятных времён.

Модели фигуры Земли

Древнегреческий учёный, географ, математик, астроном, филолог и поэт Эратосфен Киренский, живший во втором-третьем столетии до нашей эры, первым вычислил размеры Земли, и определил её, как шарообразный объект. Проведя вычисления Эратосфен определил, что радиус Земли составляет 252000 стадий. Стадий – это единица измерения расстояний в древних системах мер большого количества народностей, которая была введена в Вавилоне, а позже перекочевала к греческим учёным, получив греческое наименование.

Так как в древние времена существовало несколько стадий в различных странах, то он приравнивался к различному количеству метров. И каким именно стадием пользовался Эратосфен, узнать сложно, так как не осталось никаких свидетельств. Однако его вычисления были довольно точными, и при любых расчётах, радиус Земли находился в промежутке от 8397 километров до 6916 километров. Нынешние вычисления определяют для усредненного радиуса Земли значение 6371 километров, что во всех ситуациях превращает произведённые вычисления уникальными результатом и первейшим относительно правильным вычислением размеров Земли.

Протяжённость экватора, в соответствии с вычислениями Эратосфен, приравнивается к 39501 километру, в то же время реально протяжённость экватора составляет всего лишь на 574 километров больше (40 075 км). Вид нашей планеты исследовался и исследуется на основе результатов геодезических вычислений, в том числе, измерений силы тяжести в различных местах плоскости Земли. Определённые значения, характеризующие её форму и размеры, уточнялись учёными, в соответствии с информацией искусственных спутников Земли.

Так как, геоид имеет непростую и неправильную форму, для разрешения различных вопросов на поверхности планеты, необходим выбор таковой геометрически правильной фигуры, оказывающейся приближённой по собственному внешнему виду к геоидному. Разговор может осуществляться об эллипсоиде вращения (т.е. сфероиде). Земной эллипсоид является трёхосным эллипсоидом вращения и имеет последующие параметры:

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Все государства до 1964 года нацеливались на информацию о «своём» земном эллипсоиде, который носил называние референц-эллипсоид, являясь эталоном. С 1946 года, для любых работ в Советском Союзе был принят референц-эллипсоид, который разработали в 1940 году советский астроном-геодезист Феодосий Николаевич Красовский и советский геодезист Александр Александрович Изотов.

Искусственные спутники для уточнения фигуры Земли

Искусственные спутники Земли оказывают огромную помощь при определении детализации фигуры планеты, а также в установлении совокупности доселе неизведанной её специфики. Первоначально учёные установили сжатие Земли. Таким образом, было выявлено, что при перемещении искусственных спутников по орбитальной траектории, более удалённая и идеально приближённая точки их орбитальных траекторий (апогей и перигей, соответственно), не имеют возможности поддерживать постоянное расположение относительно звёзд. Данная ситуация была бы реальной в случае, когда Земля имела бы вид правильного шара.

Обе крайние точки нельзя увидеть с Земли. Данные точки обходят по окружности планеты, и их передвижение, в то же время, практически тем быстрее, чем сильнее сжатие Земли. А также, когда плоскость орбитальной траектории искусственного спутника к плоскости земного экватора склонена, по возможности меньше.

Если определены значения отклонения апогея (перигея) после следующего оборота, производимого планетой, усреднённая дальность от Земли до искусственного спутника, в том числе, время, за которое выполняется оборот вокруг планеты, а также наклонность орбитальной траектории спутника относительно плоскости экватора Земли, сжатие планеты учёные имеют возможность без особых сложностей вычислить. Сжатый эллипсоид демонстрирует правильный объект вращения.

В то же время обладать правильной формой имеет возможность только единородное (либо обладающее одинаковым рассредоточением плотности) вращающийся объект. Поверхность данного объекта во всех точках должна располагаться в перпендикулярном состоянии линии силы тяжести. В действительности, почва в земной коре располагается неравномерно, что поясняет отсутствие возможности соответствия поверхности, перпендикулярной во всех точках отвеса, с поверхностью эллипсоида.

Просто напиши и мы поможем

В то же время, в действительности, угол, образованный вышеуказанными поверхностями, в различных точках является отличным друг от друга. При произведении уровенных поверхностей большое количество раз, будет отсутствовать их какие-нибудь сходства. Та из уровенных поверхностей, более всего соотносящаяся с плоскостью эллипсоида Земли, будет именоваться геоидом.

Изменения формы геоида в фигуре Земли

С окончанием порождающей отступление силы, водная плоскость инициирует мгновенное принятие уровенного состояния, при этом отмечается относительно не быстрое сглаживание плоскости суши. Та плоскость Земли, наблюдаемая людьми, усложнена воздействием процессов внутренней и внешней ориентации, она является физической поверхностью Земли. Фигура геоида подвергается влиянию разных трансформаций, провоцирующих следующие события:

Учёные во время обрабатывания итогов передвижения искусственных спутников по полярным орбитальным траекториям, отметили некоторые особенности:

Фигура Земли делает возможным обоснованное уменьшение угла падения на её плоскость лучей Солнца (в сторону северного и южного полюса от экватора). Данное уменьшение порождает сокращение в те же стороны объёма энергии Солнца, получаемой плоскостью Земли. Величины объёма эллипсоида Земли приобретены на основании данных, которые получены во время геодезических съёмок, производимых на территории Российской Федерации, принимая во внимание информацию о градусных измерениях, производимых в иных государствах.

Фигура Земли — Figure of the Earth

СОДЕРЖАНИЕ

Мотивация

Для съемок небольших площадей достаточно плоской (плоской) модели земной поверхности, потому что местный рельеф превосходит кривизну. Планетарные съемки производятся на относительно небольших площадях без учета размеров и формы всей Земли. Так можно, например, провести обследование города.

Модели

Модели фигуры Земли различаются по способу использования, сложности и точности, с которой они представляют размер и форму Земли.

Сфера

Самая простая модель формы всей Земли — это сфера. Радиус Земли — это расстояние от центра Земли до ее поверхности, около 6371 км (3959 миль). Хотя «радиус» обычно является характеристикой идеальных сфер, Земля отклоняется от сферической лишь на треть процента, что достаточно близко, чтобы рассматривать ее как сферу во многих контекстах и ​​оправдывая термин «радиус Земли».

Земля имеет приблизительно сферическую форму, поэтому никакое одно значение не может служить ее естественным радиусом. Расстояния от точек на поверхности до центра варьируются от 6353 км (3948 миль) до 6384 км (3967 миль). Каждый из нескольких различных способов моделирования Земли как сферы дает средний радиус 6 371 км (3 959 миль). Независимо от модели, любой радиус находится между полярным минимумом около 6357 км (3950 миль) и экваториальным максимумом около 6378 км (3963 мили). Разница в 21 км (13 миль) соответствует тому, что полярный радиус примерно на 0,3% короче экваториального.

Эллипсоид вращения

Эллипсоид вращения однозначно определяется двумя величинами. В геодезии используются несколько соглашений для выражения этих двух величин, но все они эквивалентны и конвертируемы друг в друга:

потому что полюс сплюснут: чем ровнее поверхность, тем больше должна быть сфера, чтобы приблизиться к ней. И наоборот, радиус кривизны эллипсоида с севера на юг на экваторе меньше полярного. р е >

где — расстояние от центра эллипсоида до экватора (большая полуось), а — расстояние от центра до полюса. (малая полуось) а б

Геоид

Другие формы

Возможность того, что экватор Земли лучше охарактеризовать как эллипс, а не как круг, и, следовательно, что эллипсоид является трехосным, была предметом научных исследований в течение многих лет. Современные технологические разработки предоставили новые и быстрые методы сбора данных, и с момента запуска первого спутника орбитальные данные использовались для исследования теории эллиптичности. Более поздние результаты показывают разницу в 70 м между двумя экваториальными большой и малой осями инерции, причем больший полудиаметр указывает на долготу 15 ° з.д. (а также на 180 градусов).

Форма груши

Локальные приближения

Возможны более простые локальные приближения.

Источник