Геоцентрическая система отсчета кратко определение для доклада и сообщения (10 класс)
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 281.
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 281.
Человечество живет на Земле, и поэтому абсолютное большинство физических опытов осуществляется в системе отсчета, связанной с Землей. Поговорим кратко о геоцентрической системе отсчета.
Сущность системы отсчета
К 10 классу известно, что описание любых явлений в физике заключается в выделении в них существенных особенностей, сравнении их с некоторыми эталонами и установлении законов, по которым эти особенности изменяются. В частности, для кинематики такими существенными особенностями являются положение в пространстве и законы его изменения.
Для описания положения в пространстве, во-первых, необходима система координат и единица измерения.
Во-вторых, всегда требуется указывать, относительно чего движение происходит: необходимо выделить тело отсчета и связать с ним систему координат.
Тело отсчета, система координатных осей и система измерения времени вместе называются системой отсчета.
Рис. 1. Составляющие системы отсчета.Геоцентрическая система отсчета
Человеческая наука развивались на планете Земля. Все физические опыты и измерения производились в непосредственной близости от Земли. Неудивительно, что в качестве наиболее общей системы отсчета чаще всего применяли систему, связанную с Землей. Такая система отсчета называется геоцентрической.
Особенности
Итак, тело отсчета в геоцентрической системе отсчета — это Земля. Направление координатных осей удобно взять по двум касательным к земному шару и по его радиусу. Порядок измерения времени исторически определился по суточному и годовому вращению Земли вокруг Солнца.
Удобство геоцентрической системы отсчета предопределило построение Птолемеем системы мира, которая более тысячи лет считалась истиной.
И даже то, что птолемеева система была заменена системой мира Коперника, не привело к меньшему использованию геоцентрической системы.
Сомнения в точности возникли лишь в XVII в., когда И. Ньютон установил законы механики и ввел понятие инерциальной системы отсчета.
Важная особенность инерциальной системы отсчета — это движение без ускорения. Земля же, во-первых, движется вокруг собственной оси. Во-вторых, она совершает годичное вращение вокруг Солнца. Оба этих движения происходят с центростремительными ускорениями. А значит, геоцентрическая система отсчета, строго говоря, не является инерциальной, и в ней законы Ньютона должны быть не верны.
Кроме того, в соответствии со специальной и общей теориями относительности, на Земле должны происходить релятивистские изменения хода времени и размеров.
Однако, величина центростремительного ускорения вращения Земли составляет менее процента от ускорения свободного падения. А релятивистские эффекты на Земле гораздо меньше.
Что мы узнали?
Тело отсчета, координатные оси и порядок измерения времени вместе называются системой отсчета. Система отсчета, где тело отсчета — это Земля, называется геоцентрической. Геоцентрическая система отсчета, строго говоря, не является инерциальной, однако ее отклонения от инерциальности очень невелики, поэтому эта система удобна для большинства опытов и измерений в механике.
Тест по теме
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 281.
А какая ваша оценка?
Инерциальные системы отсчета, теория и онлайн калькуляторы
Инерциальные системы отсчета, теория и онлайн калькуляторыЗакон инерции и инерциальные системы
Эксперименты показали, что тело получает ускорение относительно Земли, только если на него действуют другие тела.
Всякий раз, когда тело получило ускорение относительно Земли можно указать другое тело, которое это ускорение вызвало. Камень, брошенный вверх, уменьшает свою скорость в результате притяжения Земли, достигнув точки максимального подъема, он падает вниз, увеличивая свою скорость, благодаря тому же притяжению.
Во всех аналогичных случаях появление ускорения является результатом действия других тел, причем действие может проявляться как при непосредственном соприкосновении, так и на расстоянии.
Опыты Галилея, изучавшего движения тел в конце XVI и начале XVII веков и доработка его выводов И. Ньютоном позволили установить следующий закон:
Если на тело не действуют другие тела или их действие взаимно компенсируется, то тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
Свойство тела сохранять свою скорость называют инерцией. Слово инерция латинского происхождения, оно обозначает бездеятельность, косность. Вследствие чего данный закон называют законом инерции.
Закон инерции стал первым законом механики. И. Ньютон включил этот закон в состав законов движения под первым номером. У этого закона есть еще одно название — первый закон Ньютона.
Если действия, которые производятся на разные части тела, отличаются, то эти части получают разные ускорения, следовательно, они получат разные скорости. При этом может измениться сам характер движения тела в целом.
Инерциальные и неинерциальное системы отсчета
Системы отсчета, для которых выполняется закон инерции, называются инерциальными.
Эксперименты Галилея показали, что система отсчета связанная с Землей может считаться инерциальной. Но Земля не единственная инерциальная система отсчёта. Инерциальных систем бесконечное множество. Любая система отсчета, перемещающаяся с постоянной скоростью (равномерно и прямолинейно) относительно другой инерциальной системы является инерциальной. В этих системах отсчета ускорения тела будут одинаковыми. Тело, на которое не действуют другие тела, в каждой инерциальной системе отсчета будет двигаться равномерно и прямолинейно относительно любой такой системы.
Если система отсчета движется относительно инерциальной системы поступательно, но с переменной скоростью или вращается, то такая система инерциальной не является. В такой системе тело может иметь ускорение, даже если другие тела на него не оказывают воздействия. В неинерциальных системах отсчета первый закон Ньютона не выполняется.
В настоящее время известно, что систему отсчета, связанную с Землей можно считать инерциальной приближенно. Тщательные исследования показали, что движения тел относительно системы отсчета, связанной с Землей имеются нарушения закона инерции. С гораздо большей точностью инерциальной системой отсчета можно считать систему отсчета связанную с Солнцем и другими звездами. Как мы знаем, Земля перемещается относительно звезд и Солнца с ускорением и осуществляет вращение около собственной оси. Но в нарушения закона инерции в системах отсчёта, связанных с Землей в учебных задачах, рассматривающих движение малы, поэтому обычно систему отсчёта, связанную с Землей считают инерциальной.
Примеры задач с решением
Пример 1
Задание. Сколько независимых законов Ньютона существует? В чем значение инерциальных систем отсчета?
Решение. Первый закон Ньютона (закон инерции) говорит о том, что в инерциальных системах отсчета тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела. При этом второй закон Ньютона задает ускорение тела ($\overline{a}$), которое оно получает при воздействии силы ($\overline{F}$):
\[m\overline{a}=\overline{F}\left(1.1\right),\]
где $m$ — масса тела. Из уравнения (1.1) следует, что если силы нет ($\overline{F}$=0), то ускорение тела равно нулю и скорость постоянна ($\overline{v}=const$), то есть если равнодействующая силы приложенная к телу равна нулю, то тело движется равномерно и прямолинейно (или покоится). Поэтому имеется точка зрения, согласно которой первый закон Ньютона не имеет самостоятельного значения.
Однако это не верно.
Закон инерции задает критерий пригодности системы отсчета для рассмотрения движения. В инерциальных системах отсчета можно говорить о существовании единого времени. В неинерциальных системах отсчёта ввести единое время можно только с определенной точностью. Если нельзя синхронизировать часы и ввести в системе отсчета единое время, то законы динамики и кинематики теряют смысл и определенное содержание. Так, не возможно само понятие равномерного движения, если часы не синхронизированы. Получается, что закон инерции должен быть независимым и первым по порядку, так как только после него имеет смысл говорить о физическом смысле и содержании второго и третьего законов Ньютона.
Значение инерциальных систем отсчета в том, что в них законы физики одинаковы, в этом смысле все инерциальные системы равноправны.
Пример 2
Задание. В стоящем на рельсах вагоне поезда на гладком столе лежит шарик. Вагон начал двигаться с ускорением.
Как ведет себя шарик относительно рельс, относительно стола. Трение шарика о поверхность стола не учитывать.
Решение. Пусть вагон начал движение с ускорением вправо (рис.1). Тогда относительно системы отсчета, связанной с рельсами ($X$) шарик, если сил трения нет, останется в покое (рис.1 (а)). система отсчета, связанная с рельсам является инерциальной. Так как сил, действующих на шарик нет, он остается в покое. Относительно системы отсчета, связанной со столом ($X’$) шарик будет двигаться с ускорением по величине равным ускорению вагона относительно системы отсчета связанной с рельсами, при этом ускорение шарика направлено в противоположную сторону по отношению к ускорению вагона:
\[{\overline{a}}_{sh}=-{\overline{a}}_v\left(2.1\right).\]
Система отсчёта $X’$ является неинерциальной.
Читать дальше: кинематика.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Всемирная справочная система | Landsat Science
Карта Всемирной системы отсчета-2.
(щелкните, чтобы увеличить)Всемирная справочная система (WRS) — это глобальная система обозначений для данных Landsat. Это позволяет пользователю запрашивать спутниковые изображения любой части мира, указав номинальный центр сцены, обозначенный номерами PATH и ROW. WRS доказал свою ценность для каталогизации, ссылок и повседневного использования изображений, передаваемых с датчиков Landsat.
Обозначение Landsat 1-3 WRS-1 присваивает последовательные номера путей с востока на запад 251 номинальной орбитальной дорожке спутника, начиная с номера 001 для первой дорожки, которая пересекает экватор на 65,48 градусах западной долготы. Конкретный орбитальный трек может меняться из-за дрейфа и других факторов; таким образом, линия пути является лишь приблизительной. Орбита периодически корректируется после того, как произошла определенная величина дрейфа, чтобы вернуть спутник на орбиту, которая почти совпадает с начальной орбитой.
Строка относится к центральной линии кадра изображения по широте.
По мере того, как спутник движется по своему пути, инструменты обсерватории непрерывно сканируют местность под ним. Сигналы прибора передаются на Землю и коррелируются с данными телеметрии об эфемеридах для формирования отдельных кадровых изображений. Во время этого процесса непрерывные данные сегментируются на отдельные кадры данных, известные как сцены. Центры сцен Landsats 1-3 выбираются примерно с шагом 25 секунд по времени космического корабля в любом направлении от экватора, при этом каждая сцена равна примерно 163 км (101 миля) на поверхности Земли плюс примерно 10-процентное перекрытие пути (5 процентов). для Landsat 3) добавлен наземным процессором. Всего 119Landsats 1-3 дневные сцены возможны по одному нисходящему пути спутника. Полная орбита продолжительностью 6196 секунд при делении на 25 секунд дает 247,84 интервала; В качестве стандарта были выбраны 248 сцен на полный виток (снижение и восхождение).
Кадрирование едино для каждой орбиты. Смежные сцены с востока на запад расположены в центре сцены на той же номинальной широте.
Таким образом, для идентификации всех сцен, происходящих на одной и той же широте, может применяться обозначение номеров строк. Строка 060 соответствует широте 0 (экватору). Ряд 059находится непосредственно к северу от него, и прогрессия продолжается до 80 градусов широты, 1 минуты и 12 секунд северной широты, что является строкой 001. Строка 119 находится на широте 80 градусов, 1 минута и 12 секунд южной широты.
Комбинация номера пути и номера строки однозначно идентифицирует номинальный центр сцены. Первым всегда указывается номер пути, за которым следует номер строки. Обозначение 127-043, например, относится к номеру пути 127 и номеру ряда 043.
Параметры орбиты спутников Landsat 1-3 приводят к тому, что каждый последующий ежедневный трек смещается на запад на 25,8 градуса долготы на экваторе, что соответствует 2872 км (1784 миль). Каждый последующий день покрытия Landsat 1-3 перекрывал покрытие предыдущего дня. Это составляет один полный цикл покрытия, состоящий из 251 витка, занимающий ровно 18 дней и обеспечивающий полное глобальное покрытие между 82 градусами северной широты и 82 градусами южной широты.
Последовательный дневной перекос привел к минимуму от 14 процентов на экваторе до почти 85 процентов в крайних широтах. Комбинация обработки данных и уравнивания орбиты удерживает погрешность в отдельных центрах кадрированных изображений любой географической области на Земле в пределах 37 км (23 мили) в поперечном направлении и 30 км (19миль) в направлении вдоль пути.
Landsats 4, 5, 7, 8 (и вскоре 9) имеют покрытие Земли, аналогичное Landsats 1-3. Однако меньшая высота приводит к другому рисунку валков. Landsat 5 и 7 (и Landsat 4 до его вывода из эксплуатации) работают на повторяющейся круговой солнечно-синхронной околополярной орбите на номинальной высоте 705,3 км (438,4 мили), измеренной на экваторе. Время нисходящего орбитального узла составляет 9:45 +/- 15 минут на экваторе с периодом обращения 98,9 минут, совершая 14 оборотов 9/16 в день и просматривая всю Землю каждые 16 дней.
Каждая последующая дневная траектория проходит на 2752 км (1709 миль или 24,7 градуса) к западу от предыдущей орбиты на экваторе.
Трек каждого последующего дня смещается на экваторе на запад на 10,8 градуса долготы, что соответствует 1204 км (748 миль).
Перекрытие соседних орбит для датчиков Landsat 4 и 5 MSS составляет от минимум 7,3 % на экваторе до почти 84 % на крайних широтах (см. таблицу ниже). Последовательные витки и операции кадрирования контролируются таким образом, чтобы отклонение в поперечном направлении не превышало 18 км (11 миль).
Landsat 4, 5, 7, 8 и 9 Worldwide Reference System-2 (WRS-2) является расширением глобальной Landsat 1–3 WRS-1 и аналогичным образом использует упорядоченную систему Path/Row. Однако существуют значительные различия в повторяющихся циклах, покрытии, схемах захвата и обозначениях пути/ряда из-за больших различий в орбитах Landsat 4 и 5 по сравнению со Landsat 1–3.
16-дневный цикл наземного покрытия для Landsats 4 –9 совершил 233 витка. Так, для Landsats 4–9, система WRS-2 состоит из 233 путей, пронумерованных с 001 по 233, с востока на запад, причем путь 001 пересекает экватор на 64,60 градусах западной долготы.
Сцены Landsat 4–9 выбираются с шагом 23,92 секунды по времени космического корабля в обоих направлениях, рассчитанном от экватора, чтобы создать 248 интервалов строк на полный оборот. Обратите внимание, что это то же самое, что и система Landsat 1–3 WRS-1. Ряды расположены таким образом, что ряд 60 совпадает с экватором при нисходящем узле на дневной части орбиты, а ряд 184 при восходящем узле. Первый ряд каждого Пути начинается с 80 градусов 47 минут северной широты, и нумерация увеличивается к югу до максимальной широты 81 градус 51 минута южной широты (ряд 122), а затем поворачивает на север, пересекает экватор (ряд 184) и продолжается до максимальная широта 81 градус, 51 минута северной широты (строка 246). Ряд 248 расположен на 81 градусе 22 минуты северной широты, после чего начинается другой Путь.
Наземных контрольных точек | Геологическая служба США
Возврат к Landsat Geometry Обзор
Группы USGS Landsat Image Assessment (IAS) и Landsat Product Generation System (LPGS) используют систему отсчета координат для продуктов Landsat Level-1 и наземных контрольных точек поколение.
Система отсчета координат наземных контрольных точек Landsat
Система отсчета состоит из координат картографической проекции, которые представляют собой целые числа с размером пикселя (разрешение). Каждый пиксель в продуктах Landsat 4-5 Thematic Mapper, Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus и Landsat 8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor представляет собой область размером 30 на 30 метров на поверхности Земли. Это означает, что координаты карты X и Y для верхнего левого пикселя кратны 30 метрам. Эти координаты связаны с центром пикселя. (Размер пикселей данных многоспектрального сканера Landsat 1-3 составляет 60 на 60 метров).
Два часто используемых определения для описания координат карты каждого пикселя в изображении:
Продукция Landsat Level-1 и наземные контрольные точки производятся с использованием Pixel Is Point , так как координата карты центра пикселя для всех 4-х углов изображения делится на целое число разрешения полосы, поэтому для каждой полосы координаты всех углов делятся на 30, с остатком ноль. Файл метаданных, поставляемый с каждым продуктом Landsat Level-1, определяющий угловые координаты, также перечисляет углы продукта как
Рекомендации по пакету программного обеспечения
В некоторых пакетах программного обеспечения для обработки изображений используется обозначение Pixel Is Area , и пользователям потребуется внести коррективы, чтобы использовать данные в выбранном программном обеспечении.
Изменение с пикселей-точка на пиксель. направления линий и образцов. На приведенном ниже рисунке показаны эти различия и необходимые корректировки.
Источники/использование: общественное достояние.
Пример списка информации GeoTiff для продукта Landsat показан ниже с обозначением Pixel Is Point жирным шрифтом :
Источники/использование: общественное достояние.
Общие сведения о наземной опорной точке LandsatНаземные опорные точки Landsat создаются с использованием системы координат, описанной выше. Пример географического представления и метаданные образца файла GCP показаны ниже, чтобы помочь понять структуру файла GCP. ПРИМЕЧАНИЕ : Этот образец GCP недоступен и показан только в качестве справки.
В этом образце Путь 39 Строка 36 GCP чип изображения имеет координату карты UTM 762900 X / 3892020 Y в строке и местоположении образца (31,31) для системы координат, чей верхний левый пиксель является 0-относительным относительно для линии и образца (0,0).
Координата проекции карты — это центр пикселя. В таких системах, как ENVI, это представлено перечислением верхней левой координаты в виде: информация о карте = {UTM, 0,000, 0,000, Карта Восток , Карта Север , 30.0, 30.0, 11, Север, WGS-84, единицы = метры}.
Источники/использование: общественное достояние.
Поля метаданных для этого примера файла GCP, перечисленные ниже, определены в следующей таблице. 03454 Y 04-14-2021 NEW_POINT 1 39 36 GLS 35.1367489 -114.1145621 840.000 CONTROL 03454_01 Y 04-14-2021 1 39 36 31.000000 31.000000 762900.000 3892020.000 30.000000 30.000000 64.000000 64.000000 OLI MORAVEC 1 UTM 11 ABS 04-27-2018 UI*2
04.2021 
04.2021 
000000 
Leave A Comment