Соотношение параметров системы Земля-Луна и вращение Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Соотношение параметров системы Земля-Луна и вращение Земли

Дударев Г.А.

Существует общепринятое мнение, что «Земля при своем формировании благодаря какому-то неизвестному нам импульсу получила устойчивое вращательное движение вокруг оси» [2, [3, [4. Также считается, что вращение Земли постепенно замедляется за счет приливного действия Луны и в то же время в работе [3 говорится, что «С 1973 г. по настоящее время Земля ускоряет свое вращение». Некоторые авторы считают, что причиной вращения планет является Солнце [10, а в работе [9 спутники планет.

Целью данной работы является установление параметрических связей системы Земля-Луна и как влияют эти параметры на частоту вращения Земли, а также определение силы и энергии вращения Земли.

Примем обозначения параметров системы:

Мз - масса Земли, (кг);

Мл - масса Луны, (кг);

r0 - радиус геостационарной орбиты, (м);

rл - радиус обращения Луны, (м);

Т0 и щ0 - период и угловая частота вращения Земли, (сек и рад/с);

Тл и щл - период и угловая частота обращения Луны, (сек и рад/с);

V0 - скорость на геостационарной орбите, (м/с);

Vл - орбитальная скорость Луны, (м/с);

о - эксцентриситет эллипса.

По справочным данным рассчитаем коэффициенты отношений:

kV = V0/Vл = 3074/1023 ? 3,01

kr = rл/r0 = 384400000/42164140 = 9,11 ? 3,022

kт = Тл/Т0 = 2360591/861640 = 27,39 ? 3,013

kм = Мз/Мл = 81,3 ? 3,00284

Явно видна закономерная связь параметров с коэффициентом 3,01 и незначительно отличаются коэффициенты kr и kм, связанные с погрешностью определения rл, Мз и Мл.

За справочное расстояние до Луны принята большая полуось орбиты Луны «а», равная а=(rп+rа)/2=(363300+405500)/2=384400 км, где rп и rа - перигей и апогей Луны. Тогда масса земли рассчитывается как Мз=а3·щ2/г, т.е. масса зависит от «а» и соответственно от эксцентриситета. Если расстояние от Луны рассчитать в соответствии с законом Кеплера о сохранении поверхностной скорости Vs=r2·щ или за полный оборот Луны Vsп=Sэ/Тл, где Sэ - площадь эллипса Луны. Т.к. Vsп не зависит от эксцентриситета, то Vsп=Sэ/Тл=Sокр/Тл, т.е. при о=0 и тогда Sэ=Sокр=аbр=рr2, отсюда и соответственно Мз=r3·щ2/г=(аb)3/2·щ2/г. Так как величины «а» и «b» - переменные, то наиболее точно расстояние до Луны можно рассчитать по закону Кеплера и по радиусу геостационарной орбиты Земли.

Для расчета примем исходные данные:

Т0=86164,0905 сек - звездный период вращения Земли.

Тл=27,3216614 сут=2360591,545 сек - звездный период обращения Луны.

r0=rэ+h=42164140 м - радиус геостационарной орбиты, где rэ=6378140м - экваториальный радиус Земли и h=35786км - высота геостационарной орбиты над водной поверхностью Земли.

По закону Кеплера или ,

отсюда rл=383183034,8 м - радиус орбиты Луны;

- масса Земли;

V0=r0·щ0=3074,657939м/с - скорость на геостационарной орбите;

Vл=rл·щл=1019,9180876м/с - орбитальная скорость Луны.

Приведенные параметры позволили установить закономерную зависимость:

или Мл=Мз·r02/ rл2=7,23360468·1022кг;

Мз/Мл=5,974214653·1024/7,23360468·1022=3,0146126214;

rл2/r02=383183034,82/421641402=3,0146126214;

Тл/Т0=3,0146126213 или в общем виде

kз - параметрический коэффициент Земли.

Так как r02=rл2·Мл/Мз, то и частота вращения Земли будет зависеть от rл с аномальным периодом.

Полученные данные сведем в таблицу:

Соотношение параметров системы Земля-Луна позволило установить параметрический коэффициент Земли Кз=3,014612621, а также общую зависимость всех параметров друг от друга, в том числе и частоты вращения Земли от масс Земли и Луны и расстояния до Луны. В солнечной системе имеются только четыре системы, удовлетворяющие условию , где r1 - радиус стационарной орбиты по которой и определяется частота вращения массы М1. Это системы:

Земля - Луна; kз=3,014612621

Солнце - Юпитер; kс/ю=5,688625335

Солнце - Сатурн; kс/с=7,690549

Плутон - Харон; kп/х=2,12

Если для системы Земля-Луна выражения (1) еще можно посчитать как случайное совпадение, то для планет Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун выражение

случайным никак не назовешь.

Для систем, у которых k>8 существует другая зависимость - это системы: Юпитер - Каллисто и Сатурн - Титан.

Планеты, не имеющие спутников, вращаются медленно (Венера, Меркурий). Луна - единственный спутник в солнечной системе, на который сила воздействия со стороны Солнца больше, чем от Земли. Тесная параметрическая связь системы Земля-Луна, по-видимому, не дает возможности оторвать Луну от Земли.

Установление закономерных соотношений параметров связанных систем позволяет сделать вывод, что положение планет и спутников на орбитах носит не случайный, а закономерный характер. Частоты вращения звезд и планет зависят от параметров обращающихся вокруг них планет и спутников. В работах [6] и [7] указывается на нестабильность вращения Земли как сезонных, так и месячных.

Рассмотрим схему вращения системы Земля-Луна:

Рис. 1

луна земля кольцо орбита

Движение системы удовлетворяет 3-му Закону Ньютона

F1=F2 или М1·а1=М2·а2, где

М1, М2 - массы Земли и Луны;

а1, а2 - ускорения Земли и Луны.

Т.к. а=r·щ2, то

М1·r1·щ12=М2·r2·щ22,

где

r1 и r2 - расстояния обращения относительно барицентра (общего центра масс);

щ1 и щ2 - частоты обращения относительно барицентра (общего центра масс);

Так как щ1=щ2=щл, где щл - угловая скорость Луны, то М1·r1=М2·r2, отсюда r1=r2·М2/М1=r2/k34=4639596,59м.

Для этой системы найдена закономерность:

F1=F2=Fk или М1·r1·щ22=М2·r2·щ22=Мk·r1·щ02, где щ0 - угловая частота вращения Земли.

Рассчитаем Мk относительно Луны, тогда

.

Таким образом, внутри Земли образуется два вихря: один в центре Земли с частотой вращения Земли и второй - в барицентре с частотой обращения Луны.

Известно, что тяжелые массы, вращающиеся в жидкой среде, стремятся к центрам вращения, поэтому будут формироваться ядра в центре Земли и в барицентре.

Поскольку барицентр перемещается в теле Земли, то это ядро должно принять форму кольца (Тора). При плотности с=10 г/см3 [5] диаметр тора будет равен 330 км.

Луна при обращении вокруг барицентра обладает кинетической энергией

,

а Земля при обращении вокруг барицентра -

, тогда .

Энергия кольца Еk=Мk·Vk2/2=Мk·r12·щ02/2 и соотношение

;

.

Равенство этих энергий вероятно говорит о том, что вся энергия обращения Земли вокруг барицентра передается во вращение кольца (тора) с частотой вращения Земли.

Выводы

Соотношение параметров системы Земля-Луна носят закономерный характер.

Планеты и спутники занимают свое положение на орбитах в соответствии с их массами.

Частоты вращения планет определяются их спутниками.

Равенство энергий вращения кольца и обращения Земли вокруг барицентра способствует созданию механизма вращения Земли.

Литература

1. Справочник «Физические величины». А.Б. Бабичев и др. Под редакцией Григорьева И.С., 1991.

2. Рябов Ю.А. Движение небесных тел, 1988.

3. Куликов К.А. Вращение Земли, 1985.

4. Бялко А.В. Наша планета - Земля, 1983.

5. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет, 1983.

6. Сидоренков Н.С. Нестабильность вращение Земли. Вестник РАН №8, 2004.

7. Кузмичев В.Е. Законы и формулы физики, 1989.

8. Воронков С.С. Общая динамика, 2008.

9. Новоселов А.С. Теория вращения Земли и др. планет вокруг собственной оси.

Размещено на Allbest.ru