Поле силы тяжести. 
Ускорение силы тяжести

Как и все тела на Земле, морская вода находится под действием поля силы тяжести. Сила тяжести Р является результирующей силой между силой притяжения Земли /_? и центробежной силой вращения Земли /_w (рис. 3.8) и равна.

где у — гравитационная постоянная, равная 6,67* 10‘^п м^кг'с'²; Me, Re - масса и радиус Земли соответственно; т - масса тела; Ф — широта места; со — угловая скорость вращения Земли, равная 2л/86 400 с.

Рис. 3.8. К определению силы тяжести и ее ускорения

Отличие силы тяжести от силы тяготения Земли невелико, так как центробежная сила значительно меньше, чем f_E. На экваторе, например, f_E почти в 300 раз больше, чем f_a. Угол, а между направлениями /_? и Р можно оценить, воспользовавшись теоремой синусов.

откуда sin (a)"0,0018sin (2.

Ускорение силы тяжести g определяет силу тяжести, действующую на единицу массы в данной точке. Согласно (3.76), ускорение g на экваторе меньше по сравнению с полюсами (сила притяжения Земли на экваторе меньше из-за большего радиуса Земли на экваторе). С глубиной величина g также изменяется — она незначительно увеличивается.

Зависимость ускорения силы тяжести g от географической широты и глубины (рис. 3.9) можно выразить следующей эмпирической формулой [63]:

где go⁼9,780 318-(l+(5,2788 10'³+2,3610'⁵*sin²9) sin²9) — ускорение силы тяжести на поверхности моря, м*с'²=10⁵ мГал (миллигал); д=2,18 410‘⁶ — средний вертикальный градиент ускорения силы тяжести, с*²; ф — географическая широта; z — глубина, м. С большой точностью вместо глубины можно использовать давление в дбар.

Несмотря на изменение ускорения силы тяжести, как по широте, так и по глубине, для многих расчетов можно принять g постоянным и равным 9,81 м-с'².

Направление g можно определить в каждой точке отвесом. Нормальная к линии отвеса поверхность называется изопотенциальной поверхностью, или поверхностью уровня. Отметим, что через каждую точку вертикали проходит одна и только одна изопотенциальная поверхность. Естественно, что в любой точке изопотенциальной поверхности величина потенциала силы тяжести одинакова.

Рис. 3.9. Зависимость ускорения силы тяжести g на поверхности моря от широты, рассчитанная по (3.77)