Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Колебание оси вращения – понятие в физике.
Wobble of the axis of rotation
the concept in physics
Нутация – это колебательное, покачивающееся или кивающее движение оси вращения объекта, обладающего в основном осевой симметрией, такого как гироскоп, планета или пуля в полете, либо как намеренное поведение механизма. В подходящей системе отсчета она может быть определена как изменение второго угла Эйлера. Если она не вызвана силами, внешними по отношению к телу, она называется свободной нутацией или нутацией Эйлера.
Nutation is a rocking, swaying, or nodding motion in the axis of rotation of a largely axially symmetric object, such as a gyroscope, planet, or bullet in flight, or as an intended behaviour of a mechanism. In an appropriate reference frame it can be defined as a change in the second Euler angle. If it is not caused by forces external to the body, it is called free nutation or Euler nutation.
Астрономия
Нутация планеты происходит из-за того, что гравитационное воздействие других тел вызывает изменение скорости её осевой прецессии во времени, в результате чего эта скорость не является постоянной. Английский астроном Джеймс Брэдли обнаружил нутацию земной оси в 1728 году.
The nutation of a planet occurs because the gravitational effects of other bodies cause the speed of its axial precession to vary over time, so that the speed is not constant. English astronomer James Bradley discovered the nutation of Earth's axis in 1728.
Земля
Нутация тонко меняет осевой наклон Земли относительно плоскости эклиптики, смещая основные круги широты, определяемые наклоном Земли (тропические и полярные круги). В случае Земли основными источниками приливной силы являются Солнце и Луна, которые непрерывно меняют свое положение относительно друг друга и тем самым вызывают нутацию оси Земли. Наибольшая составляющая нутации Земли имеет период 18,6 лет, равный периоду прецессии орбитальных узлов Луны. Однако существуют и другие значительные периодические члены, которые необходимо учитывать в зависимости от требуемой точности. Математическое описание (набор уравнений), представляющее нутацию, называется «теорией нутации». В этой теории параметры подстраиваются более или менее эмпирическим методом для достижения наилучшего соответствия данным. Простая динамика твердого тела не дает наилучшей теории; необходимо учитывать деформации Земли, включая неэластичность мантии и изменения на границе ядро-мантия. Основной член нутации обусловлен регрессией узловой линии Луны и имеет тот же период – 6798 дней (18,61 года). Он достигает плюс-минус 17″ по долготе и 9,2″ по наклонению. Все остальные члены значительно меньше; следующий по величине, с периодом 183 дня (0,5 года), имеет амплитуды 1,3″ и 0,6″ соответственно. Периоды всех членов, превышающих 0,0001″ (примерно с той же точностью, с которой доступные технологии могут измерять), лежат в диапазоне от 5,5 до 6798 дней; по какой-то причине (как и периоды океанических приливов и отливов) они, по-видимому, избегают диапазона от 34,8 до 91 дня, поэтому принято разделять нутацию на члены длительного и короткого периодов. Члены длительного периода рассчитываются и приводятся в альманахах, а дополнительная коррекция, обусловленная членами короткого периода, обычно берется из таблицы. Их также можно рассчитать по юлианскому дню в соответствии с методологией IAU 2000B.
Nutation subtly changes the axial tilt of Earth with respect to the ecliptic plane, shifting the major circles of latitude that are defined by the Earth's tilt (the tropical circles and the polar circles). In the case of Earth, the principal sources of tidal force are the Sun and Moon, which continuously change location relative to each other and thus cause nutation in Earth's axis. The largest component of Earth's nutation has a period of 18.6 years, the same as that of the precession of the Moon's orbital nodes. However, there are other significant periodic terms that must be accounted for depending upon the desired accuracy of the result. A mathematical description (set of equations) that represents nutation is called a "theory of nutation". In the theory, parameters are adjusted in a more or less ad hoc method to obtain the best fit to data. Simple rigid body dynamics do not give the best theory; one has to account for deformations of the Earth, including mantle inelasticity and changes in the core–mantle boundary. The principal term of nutation is due to the regression of the Moon's nodal line and has the same period of 6798 days (18.61 years). It reaches plus or minus 17″ in longitude and 9.2″ in obliquity. All other terms are much smaller; the next largest, with a period of 183 days (0.5 year), has amplitudes 1.3″ and 0.6″ respectively. The periods of all terms larger than 0.0001″ (about as accurately as available technology can measure) lie between 5.5 and 6798 days; for some reason (as with ocean tidal periods) they seem to avoid the range from 34.8 to 91 days, so it is customary to split the nutation into long period and short period terms. The long period terms are calculated and mentioned in the almanacs, while the additional correction due to the short period terms is usually taken from a table. They can also be calculated from the Julian day according to IAU 2000B methodology.
В популярной культуре
В фильме-катастрофе 1961 года "День, когда Земля загорелась" почти одновременный взрыв двух сверхводородных бомб вблизи полюсов вызывает изменение нутации Земли, а также сдвиг осевого наклона на 11° и изменение орбиты Земли вокруг Солнца. В сериале "Звёздный путь: Следующее поколение" часто упоминается быстрое "изменение" или "циклирование" "нутации щита" как способ замедлить противника в его попытках прорвать оборону и захватить "Энтерпрайз" или другой космический корабль.
In the 1961 disaster film The Day the Earth Caught Fire, the near simultaneous detonation of two super hydrogen bombs near the poles causes a change in Earth's nutation, as well as an 11° shift in the axial tilt and a change in Earth's orbit around the Sun. In Star Trek: The Next Generation, rapidly 'cycling' or 'changing' the 'shield nutation' is frequently mentioned as a means by which to delay the antagonist in their efforts to break through the defences and pillage the Enterprise or other spacecraft.