Уровенная поверхность

Уровенная поверхность в геодезии — поверхность, всюду перпендикулярная отвесным линиям. На этих поверхностях, по определению, отсутствуют тангенциальные составляющие сил, и массы, расположенные на них, находятся в состоянии устойчивого равновесия. В частности, не происходит перетекания жидкости.[1].

Эта поверхность может как совпадать с уровнем мирового океана в спокойном состоянии и продолженная под материками[2][3]. С точки зрения механики, уровенная поверхность есть поверхность равного потенциала силы тяжести и представляет собой фигуру равновесия жидкого или вязкого вращающегося тела, образующегося под действием сил тяжести и центробежных сил.[3]

Если за начало отсчета принимают другую уровенную поверхность, то высоты точек называют относительными. В строительстве за отсчетную поверхность принимают уровень пола первого этажа жилого здания или цеха предприятия. Такую поверхность называют уровнем чистого пола, а отсчитываемые от нее высоты — условными.[3]

Свойства уровенных поверхностей

Величина реального ускорения свободного падения на поверхности Земли g определяется двумя составляющими: гравитационной (в приближении сферически симметричной зависимости плотности от расстояния до центра Земли), равной g0=GM/r2, и центробежной, равной ω2a, где G — гравитационная постоянная, М — масса Земли, r — расстояние от точки на поверхности Земли до центра гравитации, a — расстояние до оси вращения Земли, ω — угловая скорость вращения Земли.

Уровенные поверхности обладают следующими свойствами:

  • уровенные поверхности можно проводить на разных высотах, все они являются замкнутыми и почти параллельны одна другой;
  • через одну точку пространства проходит только одна уровенная поверхность;
  • направление нормали к уровенной поверхности совпадает с направлением силы тяжести (но отличается от силы притяжения, которая не учитывает эффект центробежной силы), то есть с отвесной линией[3].

Форма уровенной поверхности не имеет точного математического выражения и должно зависеть от распределения масс различной плотности в теле Земли[4].

Примером уровенной поверхности является поверхность жидкости, находящейся в равновесии. Одна из уровенных поверхностей гравитационного поля Земли — геоид — примерно совпадает со средним уровнем вод Мирового океана.[3]

См. также

Примечания

  1. ↑ Грушинский Н. П. Основы гравиметрии. — М.: «Наука», 1983. — С. 19-20. — 351 с.
  2. ↑ Смолич С.В., Верхотуров А.Г., Савельева В.И. Инженерная геодезия. Архивная копия от 10 января 2020 на Wayback Machine Учебное пособие для студентов строительных специальностей ВУЗов. — 1. — ЧитГУ, 2009. — С. 8. — 185 с.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Анопин В. Н. Геодезия: учебно-методическое пособие — 1.— Волгоград : ВолгГТУ, 2017. — С. 11, 17—27, 32—33. — 126 с. — ISBN 978-5-9948-2516-7.
  4. ↑ Лекция 9. Квазигеоид Молоденского. Астронет > Теория фигуры Земли. Астронет. Дата обращения: 30 декабря 2019. Архивировано 18 июля 2019 года.