- Trang Chủ
- Năng lượng
- Giáo trình phân tích khả năng nghiên cứu những phương pháp dịch chuyển chủ yếu của thiên thạch p6
Xem mẫu
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
- Ngoài ra, các hành tinh còn tự quay quanh mình, hầu hết theo cùng chiều quay quanh
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Mặt trời, trừ Kim tinh và Thiên vương tinh quay theo chiều ngược lại. Trục tự quay có thể
nghiêng so với mặt phẳng qũi đạo quanh Mặt trời.
- Trừ Kim tinh, Thủy tinh, các hành tinh đều có các vệ tinh quay xung quanh, hầu hết
theo cùng chiều chuyển động của hành tinh quanh Mặt trời. Mặt trăng là vệ tinh duy nhất
của Trái đất.
- Các hành tinh được chia làm 2 nhóm: Nhóm Trái đất gồm các hành tinh có kích thước
nhỏ nhưng khối lượng riêng lớn, có thể rắn như Thủy, Kim, Trái đất, Hỏa, Diêm và nhóm
khổng lồ gồm các hành tinh lớn khối lượng riêng nhỏ (thể băng, khí) như Mộc, Thổ, Thiên
vương, Hải vương.
- So với kích thước của hệ Mặt trời thì kích thích của các hành tinh là rất bé, có nghĩa
là giữa các hành tinh còn những khoảng không gian trống rỗng, vô tận. Rất khó thể hiện
đúng tỷ lệ kích thước các hành tinh và khoảng cách giữa chúng trên trang giấy để có được
hình ảnh đúng về hệ Mặt trời trong giáo trình này.
Hình 15
- Hầu hết các hành tinh đều có khí quyển, một số hành tinh còn có các vành khí xung
quanh (Ví dụ: Thổ tinh). Tuy nhiên, theo quan sát hiện nay chỉ duy nhất Trái đất có điều
kiện nhiệt độ, áp suất… thích hợp để có sự sống.
- Ngoài ra, chúng ta có thể nghiên cứu kỹ về các hành tinh bằng cách đọc thêm các
sách tham khảo. Về vấn đề nguồn gốc của hệ Mặt trời ta sẽ trở lại ở chương cuối của giáo
trình này.
- Theo tin mới nhất (ngày 9.10.1999) các nhà thiên văn đã phát hiện ra hành tinh thứ 10
trong hệ Mặt trời (hành tinh X) nằm cách Mặt trời xa gấp ngàn lần Diêm vương, có khối
lượng lớn hơn sao Mộc và làm lệch hướng các sao Chổi một cách đáng kể.
Chú ý: Những hình ảnh này chỉ có tính chất minh họa, không đúng tỉ lệ thực.
Hình 16
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Chương 2
TRÁI ĐẤT : HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ
VÀ CHUYỂN ĐỘNG
I. HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA TRÁI ĐẤT.
1. Hình dạng và kích thước.
- Người xưa thường quan niệm Trái đất bằng phẳng, bầu trời như một cái vung úp
xuống và nếu đi mãi ta sẽ gặp đường chân trời, có thể leo lên đó để lên trời. Nhưng từ thời
Aristotle qua quan sát Nhật, Nguyệt thực ông đã đoán rằng Trái đất phải có dạng cầu. Mãi
đến thế kỷ 16 Magellan đã thám hiểm Trái đất bằng tàu biển. Nhưng ông đi mãi không gặp
chân trời mà lại trở về chỗ cũ, chứng tỏ Trái đất tròn. Đến thời Newton ông cho rằng dưới
tác dụng của lực vạn vật hấp dẫn các thiên thể phải có dạng cầu, đúng hơn là phỏng cầu, vì
hơi phình ở giữa. Ngày nay các kết quả nghiên cứu cho thấy kết luận của Newton là đúng.
Người ta còn có thể nhìn thấy Trái đất hình cầu từ trên các tàu vũ trụ. Việc đo bán kính
Trái đất cũng đã được tiến hành từ rất lâu. Ở Aicập từ thế kỷ thứ 3 TCN Eratoxten đã tiến
hành đo bán kính Trái đất khá chính xác R = 6400km.
Thực ra Trái đất hơ dẹt ở hai đầu nên bán kính ở xích đạo là: a = 6378,16km
Ở vùng địa cực là:
b = 6356,78km
vậy độ dẹt của Trái đất là:
a−b 1
ε= =
a 298, 25
Hình 17: Traùi ñaát nhìn töø vuõ truï
Số liệu này do hội Thiên văn quốc tế ghi nhận từ năm 1964.
2. Khối lượng Trái đất.
Sau khi xây dựng định luật vạn vật hấp dẫn, người ta có thể áp dụng nó để xác định
khối lượng Trái đất. Đã có nhiều phương pháp xác định khác nhau. Ví dụ: Thí nghiệm của
Cavendish người Anh 1978 (hơn một thế kỷ sau Newton) dùng cân xoắn để xác định hằng
số hấp dẫn G (xem sách lớp 10 - Vật lý).
M
m
F
F
m
M
Hình 18: Thí nghiệm Cavendish
Biết giá trị của G và gia tốc rơi tự do g ta có thể xác định được khối lượng của Trái đất
M
theo công thức : g = G 2
R
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
- Có thể tính ra công thức này bằng cách : Biết lực tác dụng lên vật rơi tự do khối lượng m
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Mm
là lực trọng trường F= G 2 R: là bán kính Trái đất (coi vật rơi từ độ cao h
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
III. CHUYỂN ĐỘNG TỰ QUAY QUANH TRỤC CỦA TRÁI ĐẤT.
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Ngày nay ai cũng biết Trái đất tự quay. Do ảo giác ta cảm thấy Trái đất đứng yên,
Mặt trời và cả bầu trời quay. “Mặt trời mọc ở đằng đông, lặn ở đằng tây” kỳ thực là do
Trái đất tự quay theo chiều ngược lại: từ tây sang đông.
Do Trái đất quay nên ở một nơi trên Trái đất ta sẽ thấy Mặt trời mọc, lên giữa đỉnh đầu
và lặn, bóng đêm xuất hiện. Khoảng cách giữa 2 lần mọc của Mặt trời là một ngày ( đêm
tức một vòng quay của Trái đất, là 24 giờ. Do đó vận tốc góc và vận tốc dài của một điểm
trên xích đạo Trái đất sẽ là:
2.3,14
2π
= 7,2.10 −5 rad / s
ω= =
T 24.60.60
v = ω R = 7,2.10−5.6,4.106 = 460m/s
67m
28kg
Hình 20 : Con lắc Foucoult
Để chứng minh Trái đất tự quay năm 1851 nhà vật lý người Pháp Foucault đã sử dụng
dao động của con lắc. Con lắc này cân nặng 28kg, treo bằng sợi dây dài 0,7m gắn chặt vào
trần điện Patheon ở Pháp. Sau một thời gian dấu quét của con lắc xuống nền nhà rải cát
không phải là một đường thẳng duy nhất mà là nhiều đường thẳng chéo nhau, tựa hồ mặt
phẳng con lắc đã di dịch từ đông sang tây. Theo nguyên lý cơ học thì mặt phẳng dao động
của con lắc hoàn toàn đứng yên, không xê dịch, khi chỉ có trọng lực tác dụng lên nó. Như
vậy chính mặt sàn, hay quả đất đã xê dịch theo chiều từ tây sang đông.
Vận tốc quay của con lắc tỉ lệ với vĩ độ nơi đặt nó.
2π 3600
Ở địa cực ω = = = 150 / giờ
T 24 g
Ở vĩ độφ:ωφ = ω.sinφ = 150/giờ .sinφ
Ở xích đạo φ = 0 nên ωφ = 0 hay con lắc đứng yên so với mặt đất.
ω
ω
ωϕ
Hình 21
- Do chuyển động tự quay nên các hệ qui chiếu gắn trên mặt đất xét một cách chính xác
sẽ không phải là các hệ qui chiếu quán tính. Trong hệ quay có những lực quán tính tác
dụng vào vật nằm trong hệ. Đó là lực ly tâm quán tính và lực Coriolis.
- Lực ly tâm quán tính (nên gọi là lực ly trục quán tính):
Khi đứng yên trên mặt đất, vật có khối lượng m sẽ chịu lực ly tâm quán tính tác dụng.
→ → → →
F = −m ω× (ω× r )
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
ω
k
k
→
lic
lic
Hay lực này có giá trị bằng lực
C
C
F
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
r
c u -tr a c k c u -tr a c k
hướng tâm nhưng hướng ra ngoài :
F=−mω2r
R
(r là khoảng cách đến trục quay
0
của Trái đất)
Hình 22
- Lực này sẽ ảnh hưởng đến gia tốc trọng trường của Trái đất (sẽ xét sau)
- Lực Coriolis:
Khi vật chuyển động với vận tốc tương đối v (so với Trái đất nằm yên) thì khi tính đến
sự quay của Trái đất nó sẽ bị ảnh hưởng của lực quán tính Coriolis:
Fc = − 2m ⎡ω× v ⎤
⎣ ⎦
Lực này khiến cho các vật chuyển động trên Trái đất. (Ví dụ: dòng sông chảy, gió,
đường ra xe lửa...) bị lệch so với hướng chuyển động của nó. Ở Bắc bán cầu lệch hướng từ
trái sang phải so với chuyển động của vật. Ở nam cầu ngược lại, từ phải qua trái.
B
B B’
A’ A
A’ A
B B’
N
Hình 23
Ví dụ: hình 23: Gió thổi từ xích đạo lên bắc cực bị lệch thành gió Đông bắc (AB’). Gió
thổi từ bắc cực xuống xích đạo bị lệch thành Tây nam (BA’). Ở bán cầu Nam ngược lại.
IV. CHUYỂN ĐỘNG TRÊN QUĨ ĐẠO QUANH MẶT TRỜI.
Ngày nay chuyện Trái đất chuyển động quanh Mặt trời tuân theo 3 định luật Keoler
không còn là vấn đề phải tranh cãi nữa.
Quĩ đạo chuyển động của Trái đất có tâm sai tương đối nhỏ (0,0167) nên trong nhiều
trường hợp có thể coi nó là tròn a=150.106km. Trong thực tế tại điểm viễn nhật A Trái đất
cách Mặt trời amax=152.106km, còn ở cận nhật P thì amin=147.106km.
• Traùi
ñaát
ρ Maët trôøi A
• •
F F’
Hình 24
nguon tai.lieu . vn
