Nasza planeta jest w ciągłym ruchu:
- obrót wokół własnej osi, ruch wokół Słońca;
- obrót wraz ze Słońcem wokół centrum naszej galaktyki;
- ruch względem centrum Lokalnej Grupy Galaktyk i innych.
Ruch Ziemi wokół własnej osi
Obrót Ziemi wokół własnej osi(Rys. 1). Wyimaginowana linia jest brana za oś ziemi, wokół której się obraca. Oś ta jest odchylona o 23° 27” od prostopadłej do płaszczyzny ekliptyki. Oś ziemska przecina się z powierzchnią ziemi w dwóch punktach – biegunach – północnym i południowym. Patrząc z bieguna północnego, obrót Ziemi następuje w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara lub, jak się powszechnie uważa, z zachodu na wschód. Planeta wykonuje pełny obrót wokół własnej osi w ciągu jednego dnia.
Ryż. 1. Obrót Ziemi wokół własnej osi
Dzień to jednostka czasu. Oddzielne dni gwiezdne i słoneczne.
gwiezdny dzień to czas, w jakim Ziemia obraca się wokół własnej osi względem gwiazd. Są one równe 23 godzinom 56 minutom 4 sekundom.
dzień słoneczny to czas, w jakim Ziemia obraca się wokół własnej osi względem Słońca.
Kąt obrotu naszej planety wokół własnej osi jest taki sam na wszystkich szerokościach geograficznych. W ciągu godziny każdy punkt na powierzchni Ziemi przesuwa się o 15° od swojego pierwotnego położenia. Jednak prędkość ruchu jest odwrotnie proporcjonalna do szerokość geograficzna: na równiku wynosi 464 m/s, a na szerokości 65° tylko 195 m/s.
Obrót Ziemi wokół własnej osi w 1851 roku udowodnił w swoim eksperymencie J. Foucault. W Paryżu, w Panteonie, pod kopułą zawieszono wahadło, a pod nim koło z podziałami. Z każdym kolejnym ruchem wahadło okazywało się na nowych podziałkach. Może się to zdarzyć tylko wtedy, gdy powierzchnia Ziemi pod wahadłem obraca się. Położenie płaszczyzny wahań wahadła na równiku nie zmienia się, ponieważ płaszczyzna pokrywa się z południkiem. Osiowy obrót Ziemi ma ważne implikacje geograficzne.
Kiedy Ziemia się obraca, powstaje siła odśrodkowa, która odgrywa ważną rolę w kształtowaniu kształtu planety i zmniejsza siłę grawitacji.
Kolejny z najważniejsze konsekwencje obrót osiowy to powstawanie siły obrotowej - siły Coriolisa. W 19-stym wieku został po raz pierwszy obliczony przez francuskiego naukowca w dziedzinie mechaniki G. Coriolisa (1792-1843). Jest to jedna z sił bezwładności wprowadzonych w celu uwzględnienia wpływu obrotu poruszającego się układu odniesienia na ruch względny punktu materialnego. Jego działanie można w skrócie wyrazić następująco: każde poruszające się ciało na półkuli północnej odchyla się w prawo, a na południowej – w lewo. Na równiku siła Coriolisa wynosi zero (ryc. 3).
Ryż. 3. Działanie siły Coriolisa
Działanie siły Coriolisa rozciąga się na wiele zjawisk związanych z obwiednią geograficzną. Jego działanie odchylające jest szczególnie widoczne w kierunku ruchu mas powietrza. Pod wpływem odchylającej siły obrotu Ziemi wiatry umiarkowanych szerokości geograficznych obu półkul biorą przeważnie kierunek zachodni, aw tropikalnych szerokościach geograficznych - na wschodzie. Podobny przejaw siły Coriolisa można znaleźć w kierunku ruchu wód oceanicznych. Z tą siłą związana jest również asymetria dolin rzecznych (na półkuli północnej prawy brzeg jest zwykle wysoki, na południowym – lewy).
Obrót Ziemi wokół własnej osi prowadzi również do ruchu światła słonecznego powierzchnia ziemi ze wschodu na zachód, to jest na zmianę dnia i nocy.
Zmiana dnia i nocy tworzy rytm dobowy w przyrodzie ożywionej i nieożywionej. Rytm dobowy jest ściśle powiązany z warunkami świetlnymi i temperaturowymi. Znany jest dobowy przebieg temperatury, bryza dzienna i nocna itp. Rytmy dobowe występują również u dzikich zwierząt – fotosynteza jest możliwa tylko w ciągu dnia, większość roślin otwiera kwiaty w różne zegarki; Niektóre zwierzęta są aktywne w ciągu dnia, inne w nocy. Życie człowieka również toczy się w codziennym rytmie.
Inną konsekwencją obrotu Ziemi wokół własnej osi jest różnica czasu w różnych punktach naszej planety.
Od 1884 roku przyjęto strefowy rachunek czasu, czyli całą powierzchnię Ziemi podzielono na 24 strefy czasowe po 15° każda. Za czas standardowy weź czas lokalny środkowego południka każdego pasa. Sąsiednie strefy czasowe różnią się o godzinę. Granice pasów wyznaczane są z uwzględnieniem granic politycznych, administracyjnych i ekonomicznych.
Pas zerowy to Greenwich (nazwa Obserwatorium Greenwich pod Londynem), który biegnie po obu stronach południka zerowego. Uwzględniany jest czas zerowego lub początkowego południka Czas na świecie.
Meridian 180° przyjęty jako międzynarodowy linia pomiaru daty- warunkowa linia na powierzchni globu, po obu stronach której pokrywają się godziny i minuty, a daty kalendarzowe różnią się o jeden dzień.
Po więcej racjonalne wykorzystanie letnie światło dzienne w 1930 roku w naszym kraju zostało wprowadzone czas macierzyński, wyprzedza strefę o godzinę. W tym celu wskazówki zegara przesunięto o godzinę do przodu. Pod tym względem Moskwa będąc w drugiej strefie czasowej żyje według czasu trzeciej strefy czasowej.
Od 1981 roku, między kwietniem a październikiem, czas został przesunięty o godzinę do przodu. Ten tzw czas letni. Jest wprowadzany w celu oszczędzania energii. Latem Moskwa wyprzedza czas standardowy o dwie godziny.
Strefa czasowa, w której znajduje się Moskwa to Moskwa.
Ruch Ziemi wokół Słońca
Obracając się wokół własnej osi, Ziemia jednocześnie porusza się wokół Słońca, okrążając okrąg w 365 dni 5 godzin 48 minut 46 sekund. Ten okres nazywa się rok astronomiczny. Dla wygody przyjmuje się, że rok ma 365 dni, a co cztery lata, kiedy 24 godziny z sześciu godzin „kumulują się”, jest nie 365, ale 366 dni w roku. Ten rok nazywa się rok przestępny, i jeden dzień jest dodawany do lutego.
Ścieżka w przestrzeni, po której Ziemia porusza się wokół Słońca, nazywa się orbita(Rys. 4). Orbita Ziemi jest eliptyczna, więc odległość Ziemi od Słońca nie jest stała. Kiedy ziemia jest w środku peryhelium(z gr. około- blisko, wokół i helios- Słońce) - najbliższy Słońcu punkt orbity - 3 stycznia odległość wynosi 147 mln km. W tym czasie na półkuli północnej panuje zima. Największa odległość od Słońca w aphelium(z gr. aro- z dala od i helios- Słońce) – największa odległość od Słońca – 5 lipca. Jest równa 152 milionom km. W tym czasie na półkuli północnej trwa lato.
Ryż. 4. Ruch Ziemi wokół Słońca
Roczny ruch Ziemi wokół Słońca obserwuje się poprzez ciągłą zmianę położenia Słońca na niebie – zmienia się południowa wysokość Słońca oraz pozycja jego wschodu i zachodu słońca, czas trwania jasnych i ciemnych części zmienia się dzień.
Podczas poruszania się po orbicie kierunek osi Ziemi nie zmienia się, zawsze jest skierowany w stronę Gwiazdy Północnej.
W wyniku zmiany odległości Ziemi od Słońca, a także nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny jej ruchu wokół Słońca, obserwuje się na Ziemi nierównomierny rozkład promieniowania słonecznego w ciągu roku . Tak zmieniają się pory roku, co jest charakterystyczne dla wszystkich planet, które mają nachylenie osi obrotu do płaszczyzny swojej orbity. (ekliptyka) różni się od 90°. Prędkość orbitalna planety na półkuli północnej jest wyższa w zimowy czas i mniej latem. Dlatego półrocze zimowe trwa 179, a półrocze letnie - 186 dni.
W wyniku ruchu Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny jej orbity o 66,5° na naszej planecie obserwuje się nie tylko zmianę pór roku, ale także zmianę długości dnia i noc.
Ruch obrotowy Ziemi wokół Słońca i zmiany pór roku na Ziemi pokazano na ryc. 81 (równonoce i przesilenia według pór roku na półkuli północnej).
Tylko dwa razy w roku – w dniach równonocy długość dnia i nocy na całej Ziemi jest prawie taka sama.
Równonoc- moment, w którym środek Słońca podczas pozornego rocznego ruchu wzdłuż ekliptyki przecina równik niebieski. Występują równonoce wiosenne i jesienne.
Nachylenie osi obrotu Ziemi wokół Słońca w równonoce 20-21 marca i 22-23 września jest względem Słońca neutralne, a zwrócone ku niemu części planety są równomiernie oświetlone od bieguna do bieguna (ryc. 5). Promienie słoneczne padają pionowo na równiku.
Najdłuższy dzień i najbardziej krótka noc obserwuje się w dniu przesilenia letniego.
Ryż. 5. Oświetlenie Ziemi przez Słońce w dniach równonocy
Przesilenie dnia z nocą- moment przejścia przez środek Słońca punktów ekliptyki, najbardziej oddalonych od równika (punktów przesilenia). Są przesilenia letnie i zimowe.
W dniu przesilenia letniego 21-22 czerwca Ziemia przyjmuje pozycję, w której północny kraniec jej osi jest nachylony w stronę Słońca. A promienie padają pionowo nie na równik, ale na północny zwrotnik, którego szerokość geograficzna wynosi 23 ° 27 „Cały dzień i noc oświetlone są nie tylko regiony polarne, ale także przestrzeń poza nimi aż do szerokości geograficznej 66 ° 33” ( koło podbiegunowe). Na półkuli południowej w tym czasie tylko ta jej część, która leży między równikiem a południowym kołem podbiegunowym (66°33") okazuje się być oświetlona. Poza nią w tym dniu powierzchnia ziemi nie jest oświetlona.
W dniu przesilenia zimowego 21-22 grudnia wszystko dzieje się na odwrót (ryc. 6). Promienie słoneczne padają już prosto na południowy zwrotnik. Na półkuli południowej oświetlone są obszary leżące nie tylko między równikiem a zwrotnikiem, ale także wokół bieguna południowego. Taka sytuacja trwa do równonocy wiosennej.
Ryż. 6. Oświetlenie Ziemi w dniu przesilenia zimowego
Na dwóch równoleżnikach Ziemi w dniach przesilenia Słońce w południe znajduje się bezpośrednio nad głową obserwatora, czyli w zenicie. Takie paralele nazywamy kraje tropikalne. Na zwrotniku północnym (23° N) Słońce znajduje się w zenicie 22 czerwca, a na zwrotniku południowym (23° S) 22 grudnia.
Na równiku dzień jest zawsze równy nocy. Kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię ziemi i długość dnia zmieniają się tam niewiele, więc zmiana pór roku nie jest wyrażona.
koła podbiegunowe niezwykłe, ponieważ są to granice obszarów, na których występują polarne dni i noce.
dzień polarny- okres, w którym słońce nie chowa się za horyzontem. Im dalej od koła podbiegunowego w pobliżu bieguna, tym dłuższy jest dzień polarny. Na szerokości koła podbiegunowego (66,5°) trwa tylko jeden dzień, a na biegunie 189 dni. Na półkuli północnej na szerokości geograficznej koła podbiegunowego dzień polarny obserwuje się 22 czerwca - dzień przesilenia letniego, a na półkuli południowej na szerokości geograficznej południowego koła podbiegunowego - 22 grudnia.
noc polarna trwa od jednego dnia na szerokości geograficznej koła podbiegunowego do 176 dni na biegunach. Podczas nocy polarnej Słońce nie pojawia się nad horyzontem. Na półkuli północnej, na szerokości koła podbiegunowego, zjawisko to obserwuje się 22 grudnia.
Nie sposób nie zauważyć tak cudownego zjawiska naturalnego, jak białe noce. białe noce- to jasne noce na początku lata, kiedy wieczorny świt zbiega się z porannym świtem, a zmierzch trwa całą noc. Obserwuje się je na obu półkulach na szerokościach geograficznych przekraczających 60°, kiedy środek Słońca o północy schodzi poniżej horyzontu o nie więcej niż 7°. W Petersburgu (ok. 60°N) białe noce trwają od 11 czerwca do 2 lipca, w Archangielsku (64°N) od 13 maja do 30 lipca.
Rytm sezonowy w połączeniu z ruchem rocznym wpływa przede wszystkim na oświetlenie powierzchni ziemi. W zależności od zmiany wysokości Słońca nad horyzontem na Ziemi jest ich pięć pasy oświetleniowe. Pas gorący leży między tropikami północnym i południowym (zwrotnik Raka i zwrotnik Koziorożca), zajmuje 40% powierzchni Ziemi i różni się największa liczba ciepło pochodzące od słońca. Między tropikami a kołem podbiegunowym na półkuli południowej i północnej występują strefy umiarkowanego oświetlenia. Pory roku są już tutaj wyrażone: im dalej od tropików, tym krótsze i chłodniejsze lato, tym dłuższa i zimniejsza zima. Pasy polarne na półkuli północnej i południowej są ograniczone przez koła podbiegunowe. Tutaj wysokość Słońca nad horyzontem w ciągu roku jest niska, więc ilość ciepła słonecznego jest minimalna. Strefy polarne charakteryzują się polarnymi dniami i nocami.
Od rocznego ruchu Ziemi wokół Słońca zależą nie tylko zmiany pór roku i związana z tym nierównomierność oświetlenia powierzchni Ziemi na różnych szerokościach geograficznych, ale także znaczna część procesów zachodzących w koperta geograficzna: sezonowe zmiany pogody, reżimy rzek i jezior, rytm życia roślin i zwierząt, rodzaje i warunki prac rolniczych.
Kalendarz.Kalendarz- system obliczania długich okresów czasu. System ten opiera się na okresowych zjawiskach naturalnych związanych z ruchem ciał niebieskich. Kalendarz wykorzystuje zjawiska astronomiczne - zmianę pór roku, dzień i noc, zmianę fazy księżyca. Pierwszy kalendarz był egipski, stworzony w IV wieku. pne mi. Od 1 stycznia 45 roku wprowadził Juliusz Cezar kalendarz juliański, który jest nadal używany przez Rosjan Sobór. Ze względu na to, że rok juliański jest dłuższy od astronomicznego o 11 minut i 14 sekund, do XVI wieku. skumulowany „błąd” 10 dni - dzień równonocy wiosennej nie nadszedł 21 marca, ale 11 marca. Błąd ten został poprawiony w 1582 r. dekretem papieża Grzegorza XIII. Liczbę dni przesunięto o 10 dni do przodu, a dzień po 4 października miał być uważany za piątek, ale nie 5 października, ale 15 października. Równonoc wiosenna została ponownie przywrócona do 21 marca, a kalendarz stał się znany jako gregoriański. Został wprowadzony w Rosji w 1918 r. Ma jednak również szereg wad: nierówny czas trwania miesięcy (28, 29, 30, 31 dni), nierówność kwartałów (90, 91, 92 dni), niespójność liczby miesięcy według dni tygodnia.
Wiele cech życia znanych nam z dzieciństwa jest wynikiem procesów na skalę kosmiczną. Zmiana dnia i nocy, pory roku, czas trwania okresu, w którym Słońce znajduje się nad horyzontem, są związane z tym, jak iz jaką prędkością obraca się Ziemia, ze specyfiką jej ruchu w przestrzeni.
Wyobrażona linia
Oś dowolnej planety jest konstrukcją spekulatywną, stworzoną dla wygody opisu ruchu. Jeśli w myślach narysujesz linię przechodzącą przez bieguny, będzie to oś Ziemi. Obrót wokół niej jest jednym z dwóch głównych ruchów planety.
Oś nie tworzy kąta 90º z płaszczyzną ekliptyki (płaszczyzny wokół Słońca), ale odchyla się od pionu o 23º27”. Uważa się, że planeta obraca się z zachodu na wschód, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
niezbity dowód
Kiedyś wierzono, że nasza planeta jest nieruchoma, a gwiazdy utrwalone na niebie krążą wokół niej. Wystarczająco długi czas nikogo w historii nie interesowało, jak szybko Ziemia krąży wokół własnej osi, ponieważ same pojęcia „osi” i „orbity” nie pasowały do wiedza naukowa tamtego okresu. Eksperymentalny dowód na fakt ciągłego ruchu Ziemi wokół własnej osi uzyskał w 1851 roku Jean Foucault. W końcu przekonał wszystkich, którzy przed stuleciem jeszcze w to wątpili.
Eksperyment przeprowadzono w kopule, pod którą umieszczono wahadło i koło z podziałami. Kołysząc się, wahadło przesuwało się o kilka działek przy każdym nowym ruchu. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy planeta się obraca.
Prędkość
Jak szybko ziemia obraca się wokół własnej osi? Trudno jest udzielić jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie, ponieważ prędkość jest różna punkty geograficzne nie jest taki sam. Im obszar jest bliżej równika, tym jest wyższy. W regionie Włoch wartość prędkości szacuje się np. na 1200 km/h. Średnio planeta pokonuje 15º na godzinę.
Długość dnia jest związana z prędkością obrotu Ziemi. Długość czasu, przez który nasza planeta wykonuje jeden obrót wokół własnej osi, jest określana na dwa sposoby. Aby określić tak zwany dzień gwiezdny lub gwiezdny, jako układ odniesienia wybiera się dowolną gwiazdę inną niż Słońce. Trwają 23 godziny 56 minut i 4 sekundy. Jeśli za punkt wyjścia przyjmiemy nasze luminarz, dzień nazywamy słonecznym. Ich średnia wynosi 24 godziny. Zmienia się nieco w zależności od położenia planety względem gwiazdy, co wpływa zarówno na prędkość obrotu wokół osi, jak i prędkość, z jaką Ziemia krąży po orbicie.
wokół centrum
Drugim najważniejszym ruchem planety jest jej „krążenie” po orbicie. Ciągły ruch po nieco wydłużonej trajektorii jest odczuwany przez ludzi najczęściej przy zmianie pór roku. Szybkość, z jaką Ziemia porusza się wokół Słońca, wyrażana jest dla nas przede wszystkim w jednostkach czasu: jeden obrót trwa 365 dni 5 godzin 48 minut 46 sekund, czyli rok astronomiczny. Dokładna liczba wyraźnie wyjaśnia, dlaczego co cztery lata w lutym jest dodatkowy dzień. Stanowi sumę godzin zgromadzonych w tym czasie, niewliczanych do przyjętych 365 dni w roku.
Funkcje trajektorii
Jak już wspomniano, prędkość, z jaką Ziemia krąży po orbicie, jest związana z charakterystyką tej ostatniej. Trajektoria ruchu planety odbiega od idealnego koła, jest lekko wydłużona. W rezultacie Ziemia albo zbliża się do światła, albo oddala się od niego. Kiedy planeta i Słońce są oddzielone minimalną odległością, to położenie nazywa się peryhelium. Maksymalna odległość odpowiada aphelium. Pierwszy przypada na 3 stycznia, drugi na 5 lipca. A dla każdego z tych punktów pytanie brzmi: „Jak szybko Ziemia obraca się na swojej orbicie?” - ma własną odpowiedź. Dla aphelium jest to 29,27 km/s, dla peryhelium 30,27 km/s.
Długość dnia
Szybkość, z jaką Ziemia obraca się na swojej orbicie i ogólnie ruch planety wokół Słońca, ma szereg konsekwencji, które określają wiele niuansów naszego życia. Na przykład te ruchy wpływają na długość dnia. Słońce nieustannie zmienia swoją pozycję na niebie: przesuwają się punkty wschodu i zachodu słońca, wysokość oprawy nad horyzontem w południe staje się nieco inna. W efekcie zmienia się długość dnia i nocy.
Te dwie wartości pokrywają się dopiero w momencie równonocy, kiedy środek Słońca przecina równik niebieski. W tym przypadku nachylenie osi okazuje się neutralne względem oprawy, a jej promienie padają pionowo na równik. Równonoc wiosenna przypada na 20-21 marca, równonoc jesienna na 22-23 września.
Przesilenie dnia z nocą
Raz w roku dzień osiąga maksymalny czas trwania, a po sześciu miesiącach - minimum. Daty te nazywane są przesileniami. Lato przypada na 21-22 czerwca, a zima - na 21-22 grudnia. W pierwszym przypadku nasza planeta znajduje się w taki sposób w stosunku do luminarza, że północna krawędź osi zwrócona jest w stronę Słońca. W efekcie promienie padają pionowo na i oświetlają cały obszar za kołem podbiegunowym. Z kolei na półkuli południowej promienie słoneczne dotrzeć tylko do obszaru między równikiem a kołem podbiegunowym.
Podczas przesilenia zimowego wydarzenia przebiegają dokładnie w ten sam sposób, tylko półkule zmieniają role: biegun południowy jest oświetlony.
pory roku
Położenie na orbicie wpływa nie tylko na prędkość, z jaką Ziemia porusza się wokół Słońca. W wyniku zmiany odległości dzielącej gwiazdę od gwiazdy, a także nachylenia osi planety, promieniowanie słoneczne rozkłada się nierównomiernie w ciągu roku. A to z kolei powoduje zmianę pór roku. Ponadto czas trwania półrocza zimowego i letniego jest inny: pierwszy to 179 dni, a drugi - 186. Ta rozbieżność wynika z tego samego nachylenia osi względem płaszczyzny ekliptyki.
Lekkie pasy
Orbitowanie Ziemi ma jeszcze jedną konsekwencję. Coroczny ruch prowadzi do zmiany położenia Słońca nad horyzontem, w wyniku czego na planecie powstały pasy iluminacyjne:
Gorące znajdują się na 40% terytorium Ziemi, między południowym a północnym zwrotnikiem. Jak sama nazwa wskazuje, tutaj nadchodzi najwięcej ciepła.
Strefy umiarkowane – między kołem podbiegunowym a tropikami – charakteryzują się wyraźną zmianą pór roku.
Pasy polarne, położone za kołem podbiegunowym, charakteryzują się niskimi temperaturami przez cały rok.
Ruch planet w ogóle, aw szczególności prędkość, z jaką Ziemia krąży po orbicie, wpływa również na inne procesy. Należą do nich bieg rzek, zmiana pór roku, określone rytmy życia roślin, zwierząt i ludzi. Ponadto obrót Ziemi, ze względu na wpływ na światło i temperaturę powierzchni, wpływa na prace rolne.
Dzisiaj w szkole uczy się, jaka jest prędkość obrotu Ziemi, jaka jest jej odległość od Słońca i inne cechy związane z ruchem planety. Jednak jeśli się nad tym zastanowić, są one zupełnie nieoczywiste. Kiedy taka myśl przychodzi do głowy, chciałbym serdecznie podziękować tym naukowcom i badaczom, którzy pod wieloma względami tylko dzięki swojemu niezwykłemu umysłowi byli w stanie odkryć wzorce życie kosmiczne Ziemio, opisz je, a następnie udowodnij i wyjaśnij reszcie świata.
Od niepamiętnych czasów ludzkość interesowała się procesami zachodzącymi we Wszechświecie. Dlaczego słońce wschodzi każdego ranka? Czym jest Księżyc? Ile gwiazd jest na niebie? Czy Ziemia się obraca i z jaką prędkością?Jaka jest prędkość Ziemi?
Ludzie od dawna obserwowali zmianę dnia na noc i roczną sekwencję pór roku. Co to znaczy? Później udowodniono, że takie zmiany są spowodowane obrotem naszej planety wokół własnej osi. Jednak ludzkość nie doszła do tej wiedzy od razu. Udowodnienie oczywistych obecnie faktów zajęło wiele lat.
Przez długi czas ludzie nie mogli zdać sobie sprawy z tego zjawiska, ponieważ ich zdaniem człowiek znajduje się w obozie spokoju i nie widać, aby przechodził przez niego jakikolwiek ruch. Jednak takie stwierdzenie nie jest poprawne. Wszystkie obiekty wokół ciebie (stół, komputer, okno itp.) są w ruchu. Jak może się poruszać? Wynika to z obrotu Ziemi wokół własnej osi. Ponadto nasza planeta porusza się nie tylko wokół osi, ale także wokół ciała niebieskiego. Co więcej, jego trajektoria nie jest kołem, ale przypomina elipsę.
Aby zademonstrować cechy ruchu ciała niebieskiego, często zwracają się do Yule. Jego ruchy są bardzo podobne do ruchu obrotowego Ziemi.
Później metodami naukowymi udowodniono, że nasza planeta się porusza. W ten sposób Ziemia wykonuje jeden obrót wokół własnej osi w ciągu dnia - dwadzieścia cztery godziny. Z tym wiąże się zmiana pory dnia z dnia na noc.
Masa Słońca jest znacznie większa niż masa Ziemi. Odległość między tymi ciałami niebieskimi sięga stu pięćdziesięciu milionów kilometrów. Badania wykazały, że prędkość obrotu Ziemi sięga trzydziestu kilometrów na sekundę. Pełen obrót następuje w ciągu jednego roku. Ponadto za cztery lata dodaje się jeszcze jeden dzień, dlatego mamy rok przestępny.
Ale ludzkość nie doszła do takich rezultatów od razu. Tak więc nawet G. Galileo sprzeciwił się teorii, która mówiła o obrocie planety. Udowodnił to twierdzenie w następujący sposób. Naukowiec rzucił kamień ze szczytu wieży, który spadł u podnóża budynku. Galileo zauważył, że obrót Ziemi przesunąłby miejsce, w którym spadł kamień, ale nowoczesne badania całkowicie odrzucić te zarzuty.
Z powyższego wynika, że ludzkość przeszła długą drogę do zrozumienia, że Ziemia jest w ciągłym ruchu wokół Słońca. Po pierwsze, planeta obraca się wokół własnej osi. Również nasze ciało niebieskie porusza się wokół źródła światła, które dostarcza nam ciepło. To właśnie powoduje zmianę pór dnia i pór roku.
W astronomii orbita Ziemi to ruch Ziemi wokół Słońca po średniej odległości 149 597 870 km. Ziemia całkowicie okrąża Słońce co 365,2563666 dni (1 rok gwiezdny). Dzięki temu ruchowi Słońce porusza się względem gwiazd o 1° dziennie (lub o średnicę Słońca lub Księżyca co 12 godzin) na wschód, patrząc z Ziemi. Pełen obrót wokół własnej osi zajmuje Ziemi 24 godziny, po czym Słońce wraca na swój południk. Prędkość orbitalna Ziemi podczas ruchu wokół Słońca wynosi średnio 30 km na sekundę (108 000 km na godzinę), czyli wystarczająco szybko, aby pokonać średnicę Ziemi (około 12 700 km) w 7 minut lub odległość do Księżyca (384 000 km) w 4 godziny.
Podczas badania biegunów północnych Słońca i Ziemi stwierdzono, że Ziemia obraca się względem Słońca w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Ponadto Słońce i Ziemia obracają się wokół swoich osi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Orbita Ziemi, obiegając Słońce, pokonuje w ciągu jednego roku odległość około 940 milionów km.
Historia badań
Heliocentryzm to teoria zakładająca, że Słońce znajduje się w centrum Układu Słonecznego. Historycznie heliocentryzm był przeciwny geocentryzmowi, który utrzymuje, że Ziemia znajduje się w centrum Układu Słonecznego. W XVI wieku Mikołaj Kopernik przedstawił kompletną pracę nad heliocentrycznym modelem wszechświata, który pod wieloma względami przypominał geocentryczny model Ptolemeusza Almagesta przedstawiony w II wieku. Ta rewolucja kopernikańska głosiła, że wsteczny ruch planet tylko zdawał się wsteczny i nie był oczywisty.
Wpływ na Ziemię
Ze względu na nachylenie osi Ziemi (znane również jako nachylenie ekliptyki), nachylenie toru Słońca na niebie (widoczne na powierzchni Ziemi) zmienia się w ciągu roku. Obserwując szerokość geograficzną północną, gdy biegun północny jest nachylony w stronę słońca, widać, że dzień się wydłuża, a słońce wschodzi wyżej. Sytuacja ta prowadzi do wzrostu średnich temperatur, ponieważ liczba światło słoneczne dotarcie do powierzchni. Gdy biegun północny oddala się od słońca, temperatury na ogół spadają. W skrajnych przypadkach, gdy promienie słoneczne nie docierają do koła podbiegunowego, przez pewien okres w ciągu dnia nie ma w ogóle światła (zjawisko to nazywane jest nocą polarną). Takie zmiany klimatu (ze względu na kierunek nachylenia osi Ziemi) następują wraz z porami roku.
Wydarzenia na orbicie
Zgodnie z jedną konwencją astronomiczną cztery pory roku są definiowane przez przesilenie, punkt orbity o maksymalnym nachyleniu osiowym w kierunku lub od Słońca oraz równonoc, w której kierunek nachylenia i kierunek Słońca są do siebie prostopadłe . Na półkuli północnej przesilenie zimowe występuje 21 grudnia, przesilenie letnie 21 lipca, równonoc wiosenna 20 marca, a równonoc jesienna 23 września. Nachylenie osi na półkuli południowej jest całkowicie przeciwne do jej kierunku na półkuli północnej. Dlatego pory roku na południu są przeciwne do tych na północy.
W naszych czasach Ziemia przechodzi peryhelium 3 stycznia, a aphelium 4 lipca (dla innych epok patrz precesje i cykle Milankovicia). Zmiana kierunku Ziemi i Słońca prowadzi do wzrostu energii słonecznej o 6,9%, która dociera do Ziemi w peryhelium względem aphelium. Ponieważ półkula południowa pochyla się w kierunku słońca mniej więcej w tym samym czasie, gdy Ziemia znajduje się najbliżej słońca, w ciągu roku półkula południowa otrzymuje nieco więcej energii słonecznej niż półkula północna. Jednak efekt ten jest mniej znaczący niż ogólna zmiana energii spowodowana przechyleniem osiowym: większość otrzymanej energii jest pochłaniana przez wody półkuli południowej.
Sfera Hilla (grawitacyjna sfera wpływu) Ziemi w promieniu 1 500 000 kilometrów. Jest to maksymalna odległość, na której wpływ grawitacyjny Ziemi jest silniejszy niż siła bardziej odległych planet i Słońca. Obiekty krążące wokół Ziemi muszą znajdować się w tym promieniu, w przeciwnym razie mogą zostać niezwiązane z powodu zaburzeń grawitacyjnych Słońca.
Poniższy diagram przedstawia zależność między linią przesilenia a linią aspis eliptycznej orbity Ziemi. Elipsa orbity (ekscentryczność przesadzona dla efektu) jest pokazana na sześciu zdjęciach Ziemi w peryhelium (perycentrum jest punktem najbliższym Słońcu) od 2 do 5 stycznia: tutaj można również zobaczyć równonoc marcową od 20 do 21 marca, punkt przesilenia czerwcowego od 20 do 21 czerwca, aphelium (apocentrum - najdalszy punkt od Słońca) od 4 do 7 lipca, równonoc wrześniowa od 22 do 23 września i przesilenie grudniowe od 21 do 22 grudnia. Zauważ, że diagram pokazuje przesadzony kształt orbity Ziemi. W rzeczywistości tor orbity Ziemi nie jest tak ekscentryczny, jak pokazano na diagramie.
Ziemia jest w ciągłym ruchu, obracając się wokół własnej osi i wokół Słońca. Powoduje to powstawanie różnych zjawisk na jej powierzchni: zmiany pór roku, naprzemienność dnia i nocy. Korzystne warunki do życia na Ziemi wynikają z tego ruchu i korzystnego położenia planety względem Słońca (około 150 milionów kilometrów). Gdyby planeta była bliżej, woda wyparowałaby z jej powierzchni. Jeśli dalej - wszystkie żywe stworzenia zamarzłyby. Ważną rolę odgrywa atmosfera, która chroni przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.
Zatrzymajmy się bardziej szczegółowo na dwóch takich stałych niewidzialnych towarzyszach życia, jak ruch Ziemi wokół wyimaginowanej linii (osi) i Słońca.
Ziemia jest trzecią planetą od Słońca. Wraz ze wszystkimi innymi obraca się wokół Słońca, a także ma swój własny obrót wokół własnej osi. Najszybszy w Układ Słoneczny uważane za planety olbrzymy:
- Jowisz.
- Saturn.
Kończą dzień w 10 godzin.
Obrót Ziemi wokół własnej osi trwa 23 godziny 56 minut. Dodatkowo, potrzebne są dodatkowe 4 minuty, aby Słońce powróciło do swojej pierwotnej pozycji. Szybkość obrotu na powierzchni zależy od tego, gdzie obserwuje się ruch.
Jeśli mówimy o równiku, to obrót Ziemi osiąga 1670 kilometrów na godzinę lub 465 metrów na sekundę. Obliczenia przeprowadzane są z uwzględnieniem faktu, że w rejonie równika obwód planety sięga ponad 40 000 kilometrów. Jeśli planeta nagle przestanie się poruszać, ludzie i obiekty znajdujące się z tą samą prędkością oderwą się i polecą do przodu.
Bliżej 30. szerokości geograficznej obrót Ziemi wokół własnej osi spada do 1440 kilometrów na godzinę, stopniowo spadając do 0 kilometrów na godzinę na biegunach (reguła działa zarówno w kierunku bieguna południowego, jak i północnego). Ruch ten pozostaje niezauważalny dla ludzi ze względu na ogromną masę planety.
Z tego filmu dowiesz się, dlaczego nie czujemy ruchu obrotowego Ziemi.
Znaczenie dla ludzkości
Różnice w szybkości poruszania się mają swoje praktyczne znaczenie. Kraje wolą budować porty kosmiczne bliżej równika. Ze względu na prędkość obrotu planety do osiągnięcia orbity potrzeba mniej paliwa lub można podnieść większą ilość ładunku. Jednocześnie na starcie rakieta ma już prędkość 1675 kilometrów na godzinę, więc łatwiej jej rozpędzić się do prędkości orbitalnej 28 000 kilometrów na godzinę.
Księżyc swoim wpływem stale stabilizuje nachylenie osi planety. Z tego powodu prędkość obrotu planety stopniowo maleje. Dwa razy w roku, w listopadzie i kwietniu, długość dnia wydłuża się o 0,001 sekundy.
Czas całkowitej rewolucji wokół Słońca
Prędkość obrotu Ziemi wokół Słońca wynosi około 107 000 kilometrów na godzinę. Planeta dokonuje pełnego obrotu w ciągu 365 dni, 5 godzin 48 minut i 46 sekund, pokonując w tym czasie około miliarda kilometrów. Każdego roku dodatkowe pięć godzin „dociera”, które astronomowie sumują i dodają 366 dni co cztery lata - taki rok nazywany jest rokiem przestępnym.
Jeśli przeliczyć, okazuje się, że co sekundę Ziemia leci w przestrzeni kosmicznej około 30 kilometrów. Nawet prędkość najszybszego samochodu wyścigowego na świecie wynosi zaledwie około 300 kilometrów na godzinę - to 350 razy mniej niż prędkość planety na orbicie. Człowiek nie jest w stanie odpowiednio wyobrazić sobie tak ogromnych prędkości.
Podczas obrotu powstaje siła, która może wyrzucić osobę lub przedmiot z powierzchni Ziemi jak przedmiot nakręcony na linie. Ale jest mało prawdopodobne, aby stało się to w dającej się przewidzieć przyszłości, ponieważ siła ta jest prawie całkowicie tłumiona przez grawitację i stanowi tylko 0,03%.
Podobnie jak obrót wokół osi, ruch ten stopniowo spowalnia do niezauważalnego zwykli ludzie wielkie ilości. Również oś w kierunku podróży stopniowo odchyla się w ciągu roku, tak że regiony na przemian zamieniają się miejscami, w których:
- zima lato;
- jesień wiosna.
Kiedyś ludzie wierzyli, że Ziemia jest nieruchomym ciałem, wokół którego krąży Słońce i wszystkie inne obiekty. Wieloletnie obserwacje i udoskonalanie technologii pozwoliły na stopniowe zrozumienie problemu, a teraz prawie wszyscy mieszkańcy planety wiedzą, jak szybko obraca się Ziemia i że ona sama musi ciężko pracować, zamieniając boki ogromnej gwiazdy na zapewniają dzień / noc i zimę / lato.
Wideo
Z tego filmu dowiesz się, jak iz jaką prędkością Ziemia obraca się wokół Słońca.
Nie otrzymałeś odpowiedzi na swoje pytanie? Zaproponuj autorom temat.
