Глава четвертая•Закономерности вращения Землии орбитального движения телСолнечной системыСолнечная система содержит наряду с материальными точками— Лупой, Солнцем и большими планетами — абсолютнотвердое тело — Землю. Ниже в рамках этой модели рассматриваютсязакономерности орбитального движения небесных тол нвращательного движения Земли. Вводятся основные системыкоординат, в которых исследуется вращение Земли, кинематическиеи динамические уравнения поступательно-вращательногодвижения этих тел. Для удобства анализа используется различнаяформа записи дифференциальных уравнении. Качественноеисследование движения тел Солнечной системы основамо насьойстиах силовой функции ньютоновского взаимного протяжения.Поэтому приведены основные известные, а также некоторыедополнительные свойства силовой функции адачи. Описан процессаппроксимации силовой функции притяжения Земли потенциаломпритяжения системы жестко связанных между собой'.•стернальных точек, число которых опретелнется зад; иной точностьюаппроксимации. Такая аппроксимация позволяет вос-I..ь чонаться методами теории динамических систем, указаннымив гл. II, III и примененными в задаче п тел, для исследованияСолнечной системы. Согласно теореме Арнольда регулярнуючасть множества рекуррентных движений тел Солнечнойсистемы составляют ее условно-периодические движения. Патом основании далее проводится классификация компонент репняя уравнений движения тел Солнечной системы как функцииьремени. В этих классах функций описывается нределыічи маоà ство решения уравнений движения тел Солнечной системы, инем выделяется м-лредельный режим вращения Земли. Особовыделен процесс выхода на указанный предельный режим, порождающийвековые вариации элементов вращательного движенияЗемли.Основная цель настоящей главы заключается в исследованииисковых вариаций элементов вращения Земли и определениипериодических вариаций элементов вращения Земли черезФундаментальные постоянные процессии и нутации земной осн.Рассматриваются также элементы динамики и эволюции движенияСолнечной системы в целом и изолированной от нее механическойсистемы Земля—Луна в связи с анализом векового135
удаления Луны от Земли и регрессии лунного узла. Изложениезаканчивается исследованием условий выхода траекторий телСолнечной системы к положению неизменяемой плоскостиЛ апласа.1. Выбор систем отсчета. Кинематические уравнениявращательных движений ЗемлиBiu.u'M ннерциальную правую прямоугольную систему координат0 '£ i|£ с началом в центре масс ()’ Солнечной системы ннеизменными направлениями осей. Совместим координатнуюплоскость О’сц с неизменяемой плоскостью Лапласа так, чтобыось 0 ‘£, являющаяся нормалью к чтой плоскости, была направленано вектору кинет;, некого момени Олнгчной системы мгносительноючки О'.Введем лве кешзгоаы системы OtX’Y’Z' н OXYZ, гелиоцентрическуюи іеоцентрическую, с началами О, и О в центрах массСолпиа и Земли соответственно, а их координатные оси нап равимпараллельно одноименным осям инерциалыюй системыo 'ln l-Введем систему Охуг главных центральных осей инерцииЗемли, причем ось Ог соответствует полярной. Систему Оху г будемназывать собственной системой Земли. Такое название относять системам отсчета, жестко связанным с рассматриваемымобъектом [11, 70].Наконец, введем в рассмотрение квазлкенигову систему0 .\ У У. также с началом в центре масс Земли. Ось ОУ направленапо вектору К кинетического момента вращателиного двнжеіЗемли, і-:ь ОХ перпендикулярна плоскости осей OZ, OZи и травлена но положительному направлению поворота от OZк OZ [2(5, 28]. Система от« іета (IX) у. в отсутст. не внешнич силобращается в кеннгову.Взаимное положение осей приведенных систем координат собщим началом О задано посредством углов Эйлера ( 1.2.1) —(1.2.3) (см. рис. 1.4, a -d).Заметим, что углы if', 0' (из числа переменных Дндуане) описываютпрецессию и нутацию вектора К. определяя ориентациюьоордипа і ной плоскости ОX < относительно системы отсчетаОХ ) Z.Введем матрицу А, направляющих косинусов координатныхосей систем OX YZ и Ох у гcos (.г, А’) = ах, eos(.v, Y) — bx, cos (x,Z) = cx,cos (у, X) = at, cos(y, Y) = b„, cos {y,Z)--rv, (4.1Л)cos(z, X)-=at> cos(z, Y) =bz, cos(z,Z)=ct,гдеüx= cos tfcos q sin ifsiri
- Page 1 and 2:
■№, g, q) (W7(a, g, q)) мож
- Page 3 and 4:
Предложение 2.7. Нел
- Page 5 and 6:
быть tu- может. П олу
- Page 7 and 8:
11 n e i.'i о ж е н и е S.5.
- Page 9 and 10:
4 Почти периодическ
- Page 11 and 12:
иитекаст, что для в
- Page 13 and 14:
донателыюсть сходи
- Page 15 and 16:
Вычислим среднее а
- Page 17 and 18:
Используя это пред
- Page 19 and 20:
отвеі -вч’ющая eft п
- Page 21 and 22:
ния f(t. р), т. e. {тя—t*}
- Page 23 and 24:
мостью на каждом ко
- Page 25 and 26:
f(t)^C(R„ R„) » чисел / >
- Page 27 and 28:
Определение 6.7. Дей
- Page 29:
Обозначим/(/? ,) f(Rl) = {
- Page 35 and 36:
g ( / * - / ) ] < « . Тогда
- Page 37 and 38:
ложительных, сходя
- Page 39 and 40:
Тогда движение мех
- Page 41 and 42: времени І функции /
- Page 43 and 44: Напишем тож дествоU
- Page 45 and 46: ОтсюдаMiM, [(«, — Uj)* -4
- Page 47 and 48: ставляет уравнение
- Page 49 and 50: iРис. 3.1. Декартова с
- Page 51 and 52: Рис. з.З. Кемеровски
- Page 53 and 54: ввел переменные /, к
- Page 55 and 56: нне каждой планеты
- Page 57 and 58: Трудности суммиров
- Page 59 and 60: Доказательство это
- Page 61 and 62: канонических перем
- Page 63 and 64: вооть явление прин
- Page 65 and 66: где «/ — вектор, хар
- Page 67 and 68: Следовательно, каж
- Page 69 and 70: Введем /n-мерные пос
- Page 71 and 72: Q({) устойчива Л. Отс
- Page 73 and 74: Доказательство. Пу
- Page 75 and 76: Рассмотрим множест
- Page 77 and 78: Уравнение (3.5.27) име
- Page 79 and 80: (3.5.28) получим, что lim
- Page 81 and 82: — {.vc R, : s>up|lg(/-fs, q) —
- Page 83 and 84: для любого множест
- Page 85 and 86: суждения относител
- Page 87 and 88: шествует такая a -по
- Page 89 and 90: 8. Физическая интер
- Page 91: тичсской энергии, к
- Page 95 and 96: Из соотношении (4.1.7)
- Page 97 and 98: Подставим выражени
- Page 99 and 100: функции Солнечной
- Page 101 and 102: вую функцию U (4.2.1) м
- Page 103 and 104: Из соотношений (4.2.21
- Page 105 and 106: женне силовой функ
- Page 107 and 108: У /У ІУ J f ЛРис. 1.2. Из
- Page 109 and 110: но-ііерищ,нческнх ф
- Page 111 and 112: Запишем основные у
- Page 113 and 114: чем от нуля, то сист
- Page 115 and 116: нечной системы уст
- Page 117 and 118: Следовательно, изо
- Page 119 and 120: В число компонент (4
- Page 121 and 122: . . . .V, и их непрерыв
- Page 123 and 124: B lim ^ 3 t 4 - (A - C ) lifii 1 f
- Page 125 and 126: удовлетворяют нера
- Page 127 and 128: 5. Периодические ва
- Page 129 and 130: Напомним, что множе
- Page 131 and 132: Пусть иверциальная
- Page 133 and 134: стемы должна перех
- Page 135 and 136: Рассмотрим в абсол
- Page 137 and 138: Заметим,чтоК \х --- lim
- Page 139 and 140: Рассмотрим модель
- Page 141 and 142: каждое им тел Vf при