Yerning gravitatsiya maydoni
Yerning gravitatsiya maydoni Reja : 1) Og‘irlik kuchi maydoni to‘g‘risida tushuncha. Og‘irlik kuchining tashkil etuvchilari. 2) Og‘irlik kuchining potensiali. Yerning normal gravitatsion maydoni. 3) Og‘irlik kuchi anomaliyalari. Izostaziya. 4) Ye rga bo‘lgan Quyosh va Oyning gravitatsion ta’siri. Priliv Og‘irlik kuchi maydoni to‘g‘risida tushuncha va uning mohiyati Og‘irlik kuchi (gravitatsion) maydoni Er ichidagi tog‘ jinslarining zichliklari farqlanishi bilan bog‘liq. Gravitatsion maydonni havoda va kosmosda, Er yuzasida, dengiz va okeanlarda, quduqlarda va tog‘ qazilmalarida kuzatiladi. YYerning gravitatsion maydoni og‘irlik kuchining tezlanishi va uning hosilalari bilan tavsiflanadi. Og‘irlik kuchi. – «Gravitas» lotincha og‘irlikdir.Og‘irlik kuchi YYerning tortishish kuchi (F) va YYerning o‘z o‘qi atrofida aylanishi natijasida hosil bo‘lgan markazdan qochma (R) kuchlarning teng ta’sir etuvchisi hisoblanadi. Demak, og‘irlik kuchi (G) tortish kuchi (F) va markazdan qochma kuchlarni (P) to‘plamiga teng. ⃗G = ⃗F+⃗P (Rasm1.). Bu kuchlar massasining birligiga nisbati tezlanishlar bilan tavsiflanadi;? ? ?? ω Расм 1. Оғирлик кучи ва унинг ташкил этувчилари.
g=G m;f=F m;p=p m; vec ital {g}}= { vec {f}}+ { vec {p}} ¿Gravirazvedkada «og‘irlik kuchi» deganda «og‘irlik kuchining tezlanishi» tushuniladi. g tezlanishini o‘lchov birligi SGS tizimida Galiley sharafiga atalgan «gal» hisoblanadi va u 1sm / s 2 ga teng. Gravirazvedkada milligal (mgal ) ishlatiladi. 1mgal= 10 - 3 gal. Si tizimida 1гал =10 −2м/с2,1мгал =10 −5м/с2 . Qaysidir «m» massani YYerning hamma massasi (M er ) F kuch bilan o‘ziga tortadi. Bu kuch butun olam tortishish qonuni ( Nyuton qonuni ) bilan aniqlanadi : F= Κ mM ер R2 . Bu erda, R – “m” massadan Er markazigacha masofa; k – gravitatsion doimiylik – bir grammga teng bo‘lgan, orasi 1 sm masofada joylashgan ikkita massa orasidagi o‘zaro ta’sir etuvchi kuchning qiymatiga teng: Κ=66 .7⋅10 −9cм 3 г⋅c2−(СГСтизимида ), yoki K=6.67 ⋅10 −11 м3 кг⋅с2(СИтизимида ). Agar, m=1 g ga teng bo‘lsa, unda birlik massani tortishish kuchi F≈ Κ M R2 ga teng va Yer markaziga yo‘naltirilgan bo‘ladi. Markazdan qochma kuch R aylanish o‘qiga perpendikulyar bo‘lgan “r” radius bo‘ylab yo‘nalgan va u P=mr ω2 formula bilan aniqlanadi (ω− burchakli tezlik). R kuchning miqdori qutbda 0 ga teng (r=0) , ekvatorda maksimal miqdorga teng. Nisbat r /f =1/288 ga teng , demak og‘irlik kuchi asosan butun tortishish kuchi bilan aniqlanadi g≈ f≈ Κm /R2 . YYerning radius i qutbda (Rп=6356 ,78 км ) va ekvatorda (R∋=6378 .16 kм ) har xil bo‘lgani sababli gк›gэ(gк=983 гал ,gэ=978 гал ) . YYerning o‘rtacha og‘irlik kuchi 981,26 gal ga teng (Potsdamning standartli qiymati). Har qanday massaga ega bo‘lgan jismni erga tortadigan kuch og‘irlik kuchi deb ataladi. Og‘irlik kuchining potensiali YYerning gravitatsion maydoni og‘irlik kuchi tezlanishiga teng bo‘lgan kuchlanganlik bilan tavsiflanadi. Markazdan qochma kuchning tezlanishi tortishish kuchining tezlanishiga nisbatan juda kichik bo‘lgani uchun amalda og‘irlik kuchining tezlanishi tortishish kuchining tezlanishiga teng qilib olinadi: g≈ f= KM ер R2 .
Gravirazvedkani ng bir necha masalalarini echishda og‘irlik kuchi potensial funksiyasi “ W ” ishlatiladi. Er markazidan R masofada joylashgan A nuqtada gravitatsion potensiali 1W A = ΚM ер R ga teng. Er markazida potensial maksimal qiymatga ega. YYerning markazidan uzoqlashgan sari potensial uzluksiz kamayib boradi. R radiusning davomida A nuqtadan ΔR masofada joylashgan boshqa V nuqtada potensial W B = ΚM ер R+ΔR ga teng. Ikkita nuqtaning potensiallar ayirmasi : ΔW =W B −W A = ΚM ер R+ΔR − ΚM ер R = ΚM ерR− ΚM ер(R+ΔR ) R(R+ΔR ) = = ΚM ер R− R− ΔR R(R+ΔR ) = ΚM ер( − ΔR R(R+ΔR )) ga teng bo‘ladi. ΔR nolga intilganda (limitda), ya’ni juda kichik bo‘lganda ΔW =− ΚM ер R2 ⋅ΔR =− f⋅ΔR ga teng bo‘ladi. Bundan f=− ΔW ΔR =− dW dR ni topamiz. f≈ g ga teng bo‘lgani uchun g=− dW dR , ya’ni og‘irlik kuchining tezlanishi Er markazi yo‘nalishi bo‘yicha gravitatsion potensialning hosilasiga teng bo‘ladi . Tortilayotgan nuqtani ΔR qism bo‘yicha harakat ishi ΔA = f⋅ΔR ga teng. Bundan ΔW =− ΔA aniqlanadi yoki og‘irlik kuchining 1 g ga teng bo‘lgan massaning ∆R b o‘ ylab ko‘chirish ishi bu qismning uchidagi gravitatsion potensial qiymatlarining ayirmasiga teng. Og‘irlik kuchi (gravitatsion) maydonini potensiallari doimiy bo‘lgan yuzalar bilan tasvirlash mumkin. Ular ekvipotensial yuzalar deb ataladi. Og‘irlik kuchi vektorlari shu yuzalarga normal (perpendikulyar) holatda joylashadi. Suyuqlik massaning yuzasi og‘irlik kuchi maydonida ekvipotensial 1 Воскресенский Ю.Н. Полевая геофизика. М.: Недра, 2010-478 с. эл л ипсо и д геоид σ 0геоид А эл л ипсо и д В σ 0 2-расм
yuza siga to‘g‘ri keladi. Er dagi okeanlarning tinch holatidagi yuzani geoid deyiladi. Geoid ellipsoid shakliga yaqin bo‘ladi . Haqiqiy Erda geoid ellipsoid bilan to‘g‘ri kelmaydi. CHunki ortiq massa qo‘shimcha gravitatsion potensialni ΔW yaratadi. U ekvipotensial yuzani (geoidni) egilishiga olib keladi. Agar σ 0 bo‘lsa, tepaga egiladi. Agar σ 0 bo‘lsa, pastga egiladi, gN = ΔW (g – A va V nuqtalardagi g ning o‘rta qiymati) (2-rasm). Og‘irlik kuchining to‘liq vektori deyarli uchta koordinata o‘qlari bo‘yicha gravitatsion potensialning hosilalaridan aniqlanadi: g= √gx 2+gy 2+gz 2. Og‘irlik kuchining x, y, z koordinata o‘qlariga proeksiyalari gx= gcos (g¿x);gy= gcos (g¿y);gz= gcos (g¿z) - og‘irlik kuchining tashkil etuvchilari bilan ta’riflanadi. g – og‘irlik kuchining to‘liq qiymati gx= ∂W ∂x ,gy= ∂W ∂y ,gz= ∂W ∂z− potensialning vertikal gradienti. Potensialning gorizontal gradientlari Agar , Z o‘qi Yer markaziga yo‘naltirilgan va x=y=0 bo‘lsa, unda ∂W ∂x=∂W ∂y=0 ga teng va g= ∂W ∂z ga teng bo‘ladi. Gravirazvedkada potensialning ikkinchi tartibli hosilalari ham o‘rganiladi. ∂2W ∂x∂y ,∂2W ∂x2,∂2W ∂y∂z ,∂2W ∂y2,∂2W ∂z∂y ,∂2W ∂z2 -gradientlpr Agar, ∂W ∂z=g formula hisobiga olinsa, unda bu ifodalarni fizik ma’nosi aniqlanadi. Masalan ∂2W ∂x∂z=∂g ∂x− “X” o‘qi bo‘yicha og‘irlik kuchining o‘zgarish (gradientini) tezligini bildiradi, ya’ni “X” o‘qi bo‘yicha og‘irlik kuchining gorizontal gradienti bo‘ladi. Og‘irlik kuchi gradientining o‘lchov birligi Etvesh (E ) qabul qilingan (SGS tizimida). 1E=1∗10 −91/c2 va 1 km masofada og‘irlik kuchining 0,1 mgal ga o‘zgarishini bildiradi.
189./1 э э g gg к ∂2W ∂z2− og‘irlik kuchining vertikal gradienti. ∂2W ∂y∂z− og‘irlik kuchining Y o‘qi bo‘yicha gorizontal gradienti. Ikkilamchi tartibli hosilalar ∂2W ∂x∂y ,∂2W ∂x2− ∂2W ∂y2= Δ - kuzatuv nuqtasidagi geoid yuzasini tavsiflaydi. Og‘irlik kuchining absolyut (to‘liq) va nisbiy o‘lchovlari Og‘irlik kuchining o‘lchovlari to‘liq (absolyut) va nisbiy bo‘lishi mumkin. Absolyut o‘lchovlarda – har bir nuqtada og‘irlik kuchining to‘liq qiymatlari aniqlanadi. Nisbiy o‘lchovlarda – har bir nuqtada ba’zi asos qilib olingan (tayanch) nuqtaga nisbatan og‘irlik kuchining or t tirmalari, ya’ni ayirmalari aniqlanadi. Absolyut (to‘liq) o‘lchovlarda mayatnik asboblar i ishlatiladi. Nisbiy o‘lchovlarda gravimetrlar va mayatnik asboblar i ishlatiladi. Absolyut o‘lchovlarga juda ko‘p vaqt sarflanadi. SHuning uchun gravirazvedka dala ishla ri d a nisbiy o‘lchovlar o‘tkaziladi . Og‘irlik kuchining gradientlarini o‘lchash uchun gradientometrlar va variometrlar ishlatiladi. Og‘irlik kuchining normal qiymati YYerning bir jinsli, zichliklari doimiy bo‘lgan konsentrik qatlamlardan tashkil topgan deb hisoblangan va og‘irlik kuchining geoid yuzasi uchun hisoblangan nazariy qiymatini og‘irlik kuchining normal qiymati deb ataladi. Fransuz olimi A. Klero YYerning shakli sferoid (sharga o‘xshash) deb faraz qilib quyidagi formulani chiqargan. γ0= g∋(1+βsin 2ϕ) . Bu erda, g∋ - og‘irlik kuchining ekvatordagi qiymati (978.016 mgal); ϕ - geografik kenglik; β - aylanish burchak tezligiga va sferoidning siqilishiga bog‘liq bo‘lgan koeffitsient: Gelmert Yerni ellipsoid deb hisoblagan va aniqroq formulani chiqargan :