НУТАЦИЯ
(от лат. nutatio - колебание),
происходящее одновременно с прецессией движение твёрдого тела, при
к-ром изменяется угол между осью собственного вращения тела и осью, вокруг
к-рой происходит прецессия; этот угол наз. углом Н. (см. Эйлеровы углы).
У
гироскопа
(волчка) движущегося под действием силы тяжести
Р (рис. 1),
Н. представляет собой колебания оси гироскопа, амплитуда и период к-рых
тем меньше, а частота тем больше, чем больше угловая скорость собственного
вращения. При больших амплитуда Н. приближённо равны:
Под Н. гироскопич. системы (механич. системы,
содержащей гироскопы) понимают то периодич. изменение углов, определяющих
положение системы, к-рое происходит с малыми амплитудами и большими частотами.
Из-за наличия сопротивлений (трения) нутационные колебания довольно быстро
затухают, после чего гироскоп (или гироскопич. система) совершает чисто
прецессионное движение. С. М. Торг.
В астрономии Н.- небольшие колебания земной
оси, накладывающиеся на прецессионное её движение; были открыты в 1737
Дж. Брадлеем. Эти колебания обусловлены изменениями притяжения,
оказываемого Луной и Солнцем на т. н. экваториальный избыток массы вращающейся
Земли (к-рый является следствием сжатия Земли), и наз. лунно-солнечной,
или вынужденной, Н.
Возмущающие силы Луны и Солнца вызывают
вынужденные колебания земной оси, к-рые могут рассматриваться как совокупность
простых колебаний с различными периодами и амплитудами. Н. вызывает изменение
положения точки весеннего равноденствия на эклиптике, что является причиной
соответствующего изменения эклиптич. долготы (Н. по долготе), причём эклиптич.
широта остаётся неизменной. Вследствие Н. изменяется наклон эклиптики к
экватору (Н. в наклоне); изменяются экваториальные координаты небесных
светил. Наибольшее колебание вызывается изменением (превышающим 10°) наклона
орбиты Луны к земному экватору. Это изменение связано с попятным движением
линии узлов лунной орбиты; поэтому осн. период Н. равен 18,6 года - периоду
оборота линии узлов. Н. дано в 1953 амер. астрономом Э. Вулардом; оно содержит
109 периодич. членов, зависящих от ср. долгот Луны, восходящего узла и
перигея лунной орбиты, а также от ср. долгот Солнца и перигея его геоцентрич.
орбиты; это выражение используется при составлении астроно-мич. ежегодников.
Вследствие Н. движение истинного полюса мира на небесной сфере изображается
волнообразной кривой. Положение среднего (движущегося только вследствие
прецессии) и истинного (движущегося вследствие прецессии и Н.) полюсов
мира изображено на свободной Н. земной оси, обусловленной тем, что Земля
как целое смещается в пространстве относительно оси вращения, см. в статье
Полюсы
географические.
рис. 2. Координаты небесных светил
в координатной системе, определённой с учётом Н., соответствуют т.н. истинным
местам небесных светил. В астрономич. ежегодниках публикуются вспомогат.
величины, облегчающие вычисления, связанные с учётом прецессии и Н.
Лит.: Фёдоров Е. П., Нутация и вынужденное
движение полюсов Земли по данным широтных наблюдений, К., 1958; М а н к
У., Макдональд Г., Вращение Земли, пер. с англ., М., 1964. В. К. Абалакин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я