Вращающий момент
Враща'ющий моме'нт, мера внешнего воздействия, изменяющего угловую скорость вращающегося тела. В. м. равен алгебраической сумме моментов всех действующих на вращающееся тело сил относительно оси вращения (см. Момент силы, Вращательное движение). В. м. связан с угловым ускорением тела ε равенством Мвр = Iε, где I — момент инерции тела относительно оси вращения.
Враща'ющийся вольтме'тр, прибор для измерения высоких напряжений: постоянных и установившихся переменных. В. в. — прибор электростатической системы — основанный на взаимодействии электрически заряженных тел (металлических). В. в. бывает двух видов: роторный и генерирующий. Роторный В. в. служит для измерения постоянного напряжения, амплитуд и мгновенных значений установившихся переменных напряжений. Измеряемое напряжение подаётся на неподвижные электроды А, В (рис.), в электрическом поле которых равномерно вращается ротор, разделённый на полуцилиндры 1 и 2, изолированные от оси ротора и друг от друга. С помощью коллектора 3, 4 и щёток 5 и 6 выпрямленный ток замеряется гальванометром G. Генерирующий В. в. предназначен для измерения постоянного напряжения; бывает различных конструкций; коллектора не имеет, ток через выпрямитель подаётся на гальванометр.
Рисунок к ст. Вращающийся вольтметр.
Враще'ние в геометрии, вид движения (см. Движение в геометрии), при котором остаётся неподвижной по крайней мере одна точка. При В. на плоскости есть лишь одна неподвижная точка, называемая центром В. В случае В. в пространстве имеется одна неподвижная прямая, называемая осью В. Любое отличное от параллельного переноса и зеркального отражения движение на плоскости представляет собой В. вокруг некоторого центра. Отличное от сдвига и зеркального отражения движение в пространстве можно получить путём В. вокруг некоторой оси и последующего сдвига вдоль этой оси (винтовое движение).
Э. Г. Позняк.
Враще'ние Земли', одно из движений Земли. В. З. объясняется смена дня и ночи, видимое суточное движение небесных тел, а также некоторые явления, происходящие на поверхности Земли: поворот плоскости качаний груза, подвешенного на нити (см. Фуко маятник), отклонение падающих тел к востоку и др. Вследствие В. З. на тела, движущиеся по её поверхности, действует Кориолиса сила; её влияние проявляется в подмывании правых берегов рек в Северном полушарии Земли и левых — в Южном (см. Бэра закон) и в некоторых особенностях циркуляции атмосферы. Центробежной силой, порождаемой В. З., частично объясняются и различия в ускорении силы тяжести на экваторе и полюсах Земли.
Для исследования закономерностей В. З. вводят (см. рис.) две системы осей координат с общим началом в центре масс Земли О: одну — движущуюся вместе с Землёй (X1 Y1 Z1), а другую — неподвижную (XYZ). Плоскость XOY неподвижной системы совмещают с плоскостью эклиптики в начальную эпоху (некоторый момент, принятый за начальный); ось ОХ направляют в точку весеннего равноденствия этой эпохи. В качестве осей X1Y1Z1 движущейся системы удобно брать главные оси инерции Земли, хотя, в зависимости от конкретной задачи исследования, возможен и другой выбор осей. Положение системы X1Y1Z1 относительно системы XYZ принято определять тремя эйлеровыми углами: y, u, j.
Основные сведения о В. З. доставляют наблюдения суточного движения небесных тел. Из наблюдений установлено, что по отношению к точке весеннего равноденствия Земля совершает один оборот за 1 звёздные сутки (около 23 ч 56 мин 4 сек среднего солнечного времени; см. Время). В. З. происходит с запада на восток, т. е. против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса Земли. Ось В. З. не сохраняет неизменным своего направления в пространстве. Она перемещается так, что средний наклон (u) экватора к эклиптике начальной эпохи почти постоянен (в 1900 он был равен 23° 27′8, 26″ и в течение 20 в. увеличится менее чем на 0,1″). Линия же пересечения экватора Земли и эклиптики начальной эпохи (линия узлов) медленно движется по эклиптике с востока на запад, перемещаясь на 1° 13′ 57,08″ в столетие, вследствие чего угол y изменяется на 360° за 25 700 лет. Таким образом, ось ОР описывает коническую поверхность вокруг перпендикуляра к плоскости эклиптики (см. Прецессия). Кроме этого, ось ОР совершает в пространстве ряд колебаний с периодами от нескольких суток до 18,6 года (см. Нутация). Относительно оси В. З. само тело Земли совершает небольшие колебания (см. Движение полюсов Земли). Мгновенная ось вращения ОР всегда почти совпадает с наименьшей осью эллипсоида инерции Земли O L1: угол между этими осями по наблюдениям, выполненным с конца 19 в., не превосходит 0,4″.
До начала 20 в. считалось, что Земля вращается равномерно, и период её вращения использовался как естественная единица времени. Промежуток времени между двумя последовательными совпадениями оси OX1 с линией узлов Оγ, в течение которого угол j возрастает на 360°, был назван звёздными сутками. Вследствие вращения самой линии Оγ звёздные сутки на 0,0084 сек короче периода В. З. Однако из точного анализа позиционных наблюдений Солнца, Луны и планет выяснилось, что В. З. происходит неравномерно и продолжительность звёздных суток меняется. Приливное трение (см. Приливы и отливы.) замедляет В. З., вследствие чего продолжительность суток постепенно возрастает: за последние 2,5 тыс. лет она увеличивалась в среднем на 0,0024 сек в столетие. Происходят также периодические колебания скорости В. З.: годовые и полугодовые, связанные с сезонными метеорологическими явлениями; месячные и полумесячные, возникающие из-за приливных деформаций Земли под влиянием притяжения Луны. Вследствие годовых изменений скорости В. З. продолжительность суток в январе приблизительно на 0,001 сек больше, чем в июле. Обнаружены также «скачкообразные» изменения скорости В. З., когда продолжительность суток за 1—3 года уменьшается или возрастает на несколько тысячных долей секунды. Наиболее значительные из них произошли в 1864, 1876, 1898 и 1920. Их причина окончательно не установлена.
Притяжение Солнца и Луны на экваториальный избыток масс Земли (результат сплюснутости Земли) создаёт момент внешних сил, влияющий на В. З. Его влиянием И. Ньютон впервые объяснил явление прецессии, а Ж. Л. Д’Аламбер дал его строгую теорию. Л. Эйлер показал, что ось В. З. должна в общем случае перемещаться и относительно самой Земли с периодом 305 суток. Теория В. З., развитая упомянутыми учёными, была основана на допущении, что Земля — абсолютно твёрдое тело; однако от этого допущения пришлось отказаться после того, как в конце 19 в. обнаружились некоторые расхождения теоретических выводов с наблюдениями. Позже в теории В. З. были рассмотрены другие модели Земли: идеально упругий сфероид и сфероидальная оболочка с жидким ядром при различных предположениях о зависимости плотности и упругих свойств веществ от глубины. Теория В. З., в которой наиболее полно использованы современные данные о внутреннем строении Земли, развита советским геофизиком М. С. Молоденским.
Лит.: Молоденский М. С., Крамер М. В., Земные приливы и нутация Земли. [Сб. ст.], М., 1961; Вулард Э., Теория вращения Земли вокруг центра масс, пер. с англ., М., 1963; Манк У., Макдональд Г., Вращение Земли, пер. с англ., М., 1964; Загребин Д. В., Введение в астрометрию, М. — Л., 1966.
Е. П. Фёдоров.
Рисунок к ст. Вращение Земли.
Вращение плоскости поляризации
Враще'ние пло'скости поляриза'ции света, поворот плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через вещество (см. Поляризация света). В. п. п. наблюдается в средах, обладающих двойным круговым лучепреломлением, т. е. различными показателями преломления для право- и левополяризованных по кругу лучей (см. Двойное лучепреломление). Линейно поляризованный пучок света можно представить как результат сложения двух лучей, распространяющихся в одном направлении и поляризованных по кругу с противоположными направлениями вращения. Если такие два луча распространяются в теле с различными скоростями, то это приводит к повороту плоскости поляризации суммарного луча. В. п. п. может быть обусловлено либо особенностями внутренней структуры вещества (см. Оптически-активные вещества), либо внешним магнитным полем (см. Фарадея явление). В. п. п. наблюдается, как правило, в оптически изотропных телах (кубические кристаллы, жидкости, растворы и газы). Явлением В. п. п. пользуются для исследования структуры вещества и определения концентрации оптически-активных молекул (например, сахара) в растворах (см. Сахариметрия, Поляриметрия), а также в ряде оптических приборов (оптические модуляторы, затворы, вентили, квантовые гироскопы и т.п.).
