Naš planet je nenehno v gibanju:
- vrtenje okoli lastne osi, gibanje okoli Sonca;
- vrtenje s Soncem okoli središča naše galaksije;
- gibanje glede na središče lokalne skupine galaksij in drugo.
Gibanje Zemlje okoli lastne osi
Vrtenje Zemlje okoli svoje osi(Slika 1). Zemljina os je namišljena črta, okoli katere se vrti. Ta os je odmaknjena za 23°27" od pravokotnice na ravnino ekliptike. Zemljina os seka Zemljino površje v dveh točkah - polih - severnem in južnem. Gledano s severnega tečaja se vrtenje Zemlje dogaja v nasprotni smeri urnega kazalca oz. , kot se običajno verjame, planet opravi popoln obrat okoli svoje osi v enem dnevu.
riž. 1. Vrtenje Zemlje okoli svoje osi
Dan je časovna enota. Obstajajo zvezdni in sončni dnevi.
Siderični dan- to je časovno obdobje, v katerem se bo Zemlja obrnila okoli svoje osi glede na zvezde. Enaki so 23 ur 56 minut 4 sekunde.
Sončen dan- to je časovno obdobje, v katerem se Zemlja obrne okoli svoje osi glede na Sonce.
Kot vrtenja našega planeta okoli svoje osi je na vseh zemljepisnih širinah enak. V eni uri se vsaka točka na Zemljinem površju premakne za 15° od svojega prvotnega položaja. Toda hkrati je hitrost gibanja obratno sorazmerna z geografska širina: na ekvatorju znaša 464 m/s, na zemljepisni širini 65° pa le še 195 m/s.
Vrtenje Zemlje okoli svoje osi leta 1851 je v svojem poskusu dokazal J. Foucault. V Parizu so v Panteonu pod kupolo obesili nihalo, pod njim pa krog z delitvami. Z vsakim naslednjim premikom je nihalo končalo na novih razdelkih. To se lahko zgodi le, če se površina Zemlje pod nihalom vrti. Položaj nihalne ravnine nihala na ekvatorju se ne spremeni, ker ravnina sovpada s poldnevnikom. Vrtenje Zemlje po osi ima pomembne geografske posledice.
Ko se Zemlja vrti, nastane centrifugalna sila, ki igra pomembno vlogo pri oblikovanju oblike planeta in zmanjšuje gravitacijsko silo.
Še ena od najpomembnejše posledice aksialna rotacija je nastanek rotacijske sile - Coriolisove sile. V 19. stoletju prvi jo je izračunal francoski znanstvenik s področja mehanike G. Coriolis (1792-1843). To je ena od vztrajnostnih sil, uvedenih za upoštevanje vpliva rotacije gibljivega referenčnega sistema na relativno gibanje materialne točke. Njegov učinek lahko na kratko izrazimo na naslednji način: vsako gibajoče se telo na severni polobli je odklonjeno v desno, na južni polobli pa v levo. Na ekvatorju je Coriolisova sila enaka nič (slika 3).
riž. 3. Delovanje Coriolisove sile
Delovanje Coriolisove sile se razširi na številne pojave geografskega ovoja. Njegov odklonski učinek je še posebej opazen v smeri gibanja zračnih mas. Pod vplivom odklonske sile Zemljine rotacije prejmejo vetrovi zmernih širin obeh polobel pretežno zahodna smer, in v tropskih zemljepisnih širinah - vzhodno. Podobno manifestacijo Coriolisove sile najdemo v smeri gibanja oceanskih voda. S to silo je povezana tudi asimetrija rečnih dolin (na severni polobli je desni breg običajno visok, na južni pa levi breg).
Vrtenje Zemlje okoli svoje osi vodi tudi do gibanja sončne svetlobe zemeljsko površje od vzhoda proti zahodu, torej do menjave dneva in noči.
Menjava dneva in noči ustvarja dnevni ritem v živi in neživi naravi. Cirkadiani ritem je tesno povezan s svetlobnimi in temperaturnimi razmerami. Dnevno nihanje temperature, dnevni in nočni vetrovi ipd. so znani tudi v živi naravi - fotosinteza je mogoča le podnevi, večina rastlin odpre cvetove v. različne ure; Nekatere živali so aktivne podnevi, druge ponoči. Tudi človeško življenje teče v cirkadianem ritmu.
Druga posledica vrtenja Zemlje okoli svoje osi je časovna razlika na različnih točkah našega planeta.
Od leta 1884 je bil sprejet pasovni čas, to je, da je bila celotna površina Zemlje razdeljena na 24 časovnih pasov po 15°. zadaj standardni čas vzemite lokalni čas srednjega poldnevnika vsakega območja. Čas v sosednjih časovnih pasovih se razlikuje za eno uro. Meje pasov so začrtane ob upoštevanju političnih, upravnih in gospodarskih meja.
Za ničelni pas velja Greenwiški pas (imenovan po observatoriju Greenwich pri Londonu), ki poteka na obeh straneh začetnega poldnevnika. Upošteva se čas začetnega poldnevnika Univerzalni čas.
Poldnevnik 180° velja za mednarodni datumska vrstica- konvencionalna črta na površini sveta, na obeh straneh katere ure in minute sovpadajo, koledarski datumi pa se razlikujejo za en dan.
Za več racionalno uporabo poleti dnevne svetlobe leta 1930 je naša država uvedla porodniški čas, eno uro pred časovnim pasom. Da bi to dosegli, so urine kazalce premaknili za eno uro naprej. V zvezi s tem Moskva, ki je v drugem časovnem pasu, živi po času tretjega časovnega pasu.
Od leta 1981 se od aprila do oktobra čas premika za eno uro naprej. To je tako imenovani poletni čas. Uveden je zaradi varčevanja z energijo. Poleti je Moskva dve uri pred standardnim časom.
Čas časovnega pasu, v katerem se nahaja Moskva, je Moskva.
Gibanje Zemlje okoli Sonca
Ko se Zemlja vrti okoli svoje osi, se hkrati giblje okoli Sonca in kroži okoli kroga v 365 dneh 5 urah 48 minutah 46 sekundah. To obdobje se imenuje astronomsko leto. Za udobje velja, da je v letu 365 dni in vsaka štiri leta, ko se "nabere" 24 ur od šestih ur, ni 365, ampak 366 dni v letu. Letos se imenuje prestopno leto en dan pa se doda februarju.
Pot v vesolju, po kateri se Zemlja giblje okoli Sonca, se imenuje orbita(slika 4). Zemljina orbita je eliptična, zato razdalja od Zemlje do Sonca ni konstantna. Ko je Zemlja v perihelij(iz grščine peri- blizu, blizu in helios- Sonce) - točka orbite, ki je najbližja Soncu - 3. januarja je razdalja 147 milijonov km. Na severni polobli je v tem času zima. Največja oddaljenost od Sonca v afelij(iz grščine aro- stran od in helios- Sonce) - največja oddaljenost od Sonca - 5. julij. To je enako 152 milijonov km. V tem času je na severni polobli poletje.
riž. 4. Gibanje Zemlje okoli Sonca
Letno gibanje Zemlje okoli Sonca opazujemo po nenehnem spreminjanju položaja Sonca na nebu - spreminjajo se opoldanska višina Sonca in položaj njegovega vzhoda in zahoda, trajanje svetlih in temnih delov dan se spreminja.
Pri gibanju po orbiti se smer zemeljske osi ne spremeni, vedno je usmerjena proti zvezdi Severnici.
Zaradi sprememb razdalje od Zemlje do Sonca, pa tudi zaradi naklona Zemljine osi glede na ravnino njenega gibanja okoli Sonca, je na Zemlji opazna neenakomerna porazdelitev sončnega sevanja skozi vse leto. Tako pride do menjave letnih časov, ki je značilna za vse planete, katerih vrtilna os je nagnjena na ravnino orbite. (ekliptika) drugačen od 90°. Orbitalna hitrost planeta na severni polobli je večja v zimski čas in manj poleti. Zato zimsko polletje traja 179 dni, poletno polletje pa 186 dni.
Zaradi gibanja Zemlje okoli Sonca in nagiba Zemljine osi glede na ravnino njene orbite za 66,5° se na našem planetu poleg menjave letnih časov spreminja tudi dolžina dneva in noči.
Vrtenje Zemlje okoli Sonca in menjava letnih časov na Zemlji sta prikazana na sl. 81 (enakonočja in solsticiji v skladu z letnimi časi na severni polobli).
Samo dvakrat na leto - na dneve enakonočja sta dolžina dneva in noči po vsej Zemlji skoraj enaka.
Enakonočje- trenutek, ko središče Sonca med svojim navideznim letnim gibanjem vzdolž ekliptike prečka nebesni ekvator. Obstajata spomladansko in jesensko enakonočje.
Nagib rotacijske osi Zemlje okoli Sonca na dneve enakonočja 20. in 21. marca ter 22. in 23. septembra se izkaže za nevtralen glede na Sonce, deli planeta, ki so obrnjeni proti njemu, pa so enakomerno osvetljeni od pola do drog (slika 5). Sončni žarki padajo navpično na ekvator.
Najdaljši dan in najdaljši kratka noč opazili na poletni solsticij.
riž. 5. Osvetlitev Zemlje s Soncem v dneh enakonočja
Solsticij- trenutek, ko središče Sonca prečka točke ekliptike, ki so najbolj oddaljene od ekvatorja (solsticijske točke). Obstajata poletni in zimski solsticij.
Na dan poletnega solsticija, od 21. do 22. junija, zavzame Zemlja položaj, v katerem je severni konec njene osi nagnjen proti Soncu. In žarki ne padajo navpično na ekvator, ampak na severni trop, katerega zemljepisna širina je 23 ° 27". Ne samo polarna območja so osvetljena 24 ur na dan, ampak tudi prostor za njimi do zemljepisne širine 66 °. 33" (Arktični krog). Na južni polobli je v tem času osvetljen le tisti njen del, ki leži med ekvatorjem in južnim polarnim krogom (66°33"), zunaj njega zemeljsko površje ta dan ni osvetljeno.
Na dan zimskega solsticija, 21. in 22. decembra, se vse zgodi obratno (slika 6). Sončni žarki že padajo navpično na južne trope. Območja, ki so osvetljena na južni polobli, niso le med ekvatorjem in tropom, ampak tudi okoli južnega tečaja. To stanje se nadaljuje do spomladanskega enakonočja.
riž. 6. Osvetlitev Zemlje na zimski solsticij
Na dveh vzporednikih Zemlje v dneh solsticija je Sonce opoldne neposredno nad glavo opazovalca, torej v zenitu. Takšne vzporednice se imenujejo tropih. V severnem tropiku (23° S) je Sonce v zenitu 22. junija, v južnem tropiku (23° S) - 22. decembra.
Na ekvatorju je dan vedno enak noči. Vpadni kot sončnih žarkov na zemeljsko površino in dolžina dneva se tam malo spreminjata, zato menjava letnih časov ni izrazita.
Arktični krogi izjemne, ker so meje območij, kjer so polarni dnevi in noči.
Polarni dan- obdobje, ko Sonce ne pade pod obzorje. Dlje kot je pol od arktičnega kroga, daljši je polarni dan. Na zemljepisni širini arktičnega kroga (66,5 °) traja le en dan, na polu pa 189 dni. Na severni polobli, na zemljepisni širini arktičnega kroga, se polarni dan opazuje 22. junija, na dan poletnega solsticija, na južni polobli, na zemljepisni širini južnega polarnega kroga, pa 22. decembra.
polarna noč traja od enega dneva na zemljepisni širini polarnega kroga do 176 dni na polih. Med polarno nočjo se Sonce ne pokaže nad obzorjem. Na severni polobli na zemljepisni širini polarnega kroga je ta pojav opazen 22. decembra.
Nemogoče je ne opaziti tako čudovitega naravnega pojava, kot so bele noči. Bele noči- to so svetle noči na začetku poletja, ko se večerna zarja združi z jutrom in somrak traja vso noč. Na obeh poloblah jih opazimo na zemljepisnih širinah nad 60°, ko središče Sonca ob polnoči ne pade pod obzorje za največ 7°. V Sankt Peterburgu (približno 60° S) bele noči trajajo od 11. junija do 2. julija, v Arhangelsku (64° S) - od 13. maja do 30. julija.
Sezonski ritem v povezavi z letnim gibanjem vpliva predvsem na osvetljenost zemeljske površine. Glede na spremembo višine Sonca nad obzorjem na Zemlji jih je pet svetlobne cone. Vroče območje leži med severnim in južnim tropom (trop raka in trop kozoroga), zavzema 40 % zemeljske površine in se razlikuje največje število toplota, ki prihaja od sonca. Med tropiki in arktičnimi krogi na južni in severni polobli so zmerno svetla območja. Letni časi so že tu izraženi: čim dlje od tropov, tem krajše in hladnejše je poletje, tem daljša in hladnejša je zima. Polarna območja na severni in južni polobli omejujejo arktični krogi. Tu je višina Sonca nad obzorjem skozi vse leto nizka, zato je količina sončne toplote minimalna. Za polarna območja so značilni polarni dnevi in noči.
Od letnega gibanja Zemlje okoli Sonca ni odvisna samo menjava letnih časov in s tem povezana neenakomernost osvetlitve zemeljske površine po zemljepisnih širinah, temveč tudi pomemben del procesov v geografski ovoj: sezonske spremembe vremena, režim rek in jezer, življenjski ritem rastlin in živali, vrste in čas kmetijskih del.
Koledar.Koledar- sistem za izračun dolgih časovnih obdobij. Ta sistem temelji na periodičnih naravnih pojavih, povezanih z gibanjem nebesnih teles. Koledar uporablja astronomske pojave – menjava letnih časov, dan in noč, menjava lunine faze. Prvi koledar je bil egipčanski, nastal je v 4. stoletju. pr. n. št e. 1. januarja 45 je Julij Cezar predstavil julijanski koledar, ki ga še vedno uporablja ruščina pravoslavna cerkev. Glede na to, da je dolžina julijanskega leta za 11 minut 14 sekund daljša od astronomskega, je do 16. st. nabrala se je "napaka" 10 dni - dan pomladnega enakonočja se ni zgodil 21. marca, ampak 11. marca. To napako je leta 1582 popravil papež Gregor XIII. Štetje dni so premaknili za 10 dni naprej, dan po 4. oktobru pa je bilo predpisano, da se šteje za petek, vendar ne 5. oktober, ampak 15. oktober. Spomladansko enakonočje so ponovno vrnili na 21. marec in koledar so začeli imenovati gregorijanski. V Rusiji so ga uvedli leta 1918. Vendar pa ima tudi številne pomanjkljivosti: neenako dolžino mesecev (28, 29, 30, 31 dni), neenakost četrtin (90, 91, 92 dni), nedoslednost števila meseci po dnevih v tednu.
Številne značilnosti življenja, ki jih poznamo že od otroštva, so rezultat procesov v vesoljskem obsegu. Sprememba dneva in noči, letni časi, trajanje obdobja, v katerem je Sonce nad obzorjem, so povezani s tem, kako in s kakšno hitrostjo se Zemlja vrti, s posebnostmi njenega gibanja v vesolju.
Namišljena črta
Os katerega koli planeta je špekulativna konstrukcija, ustvarjena za udobje opisovanja gibanja. Če v mislih narišete črto skozi poli, bo to Zemljina os. Vrtenje okoli njega je eno od dveh glavnih gibanj planeta.
Os ne tvori 90º z ravnino ekliptike (ravnine okoli Sonca), ampak odstopa od pravokotnice za 23º27". Menijo, da se planet vrti od zahoda proti vzhodu, to je v nasprotni smeri urinega kazalca. To je tisto, kar je njegova premikanje okoli osi je videti tako, kot ga opazujemo na severnem polu.
Neovrgljiv dokaz
Nekoč so verjeli, da naš planet miruje, zvezde, pritrjene na nebu, pa krožijo okoli njega. Dovolj dolgo časa v zgodovini nikogar ni zanimalo, kako hitro se Zemlja vrti v orbiti ali okoli svoje osi, saj sama pojma »os« in »orbita« nista sodila v znanstveno spoznanje tistega obdobja. Eksperimentalni dokaz dejstva, da se Zemlja nenehno giblje okoli svoje osi, je leta 1851 dobil Jean Foucault. Končno je prepričala vse, ki so v predpreteklem stoletju o tem še dvomili.
Poskus je bil izveden pod kupolo, v kateri sta bila postavljena nihalo in krog s razdelki. Nihalo je z vsakim novim gibom premaknilo več zarez. To je mogoče le, če se planet vrti.
Hitrost
Kako hitro se Zemlja vrti okoli svoje osi? Na to vprašanje je precej težko dati nedvoumen odgovor, saj je hitrost različna geografske točke ni enako. Bližje kot je območje ekvatorju, višje je. V italijanski regiji je vrednost hitrosti na primer ocenjena na 1200 km/h. V povprečju planet prepotuje 15º v eni uri.
Dolžina dneva je povezana s hitrostjo vrtenja Zemlje. Dolžina časa, v katerem naš planet naredi en obrat okoli svoje osi, je določena na dva načina. Za določitev tako imenovanega zvezdnega ali zvezdnega dneva se kot referenčni sistem izbere katera koli zvezda razen Sonca. Trajajo 23 ur 56 minut in 4 sekunde. Če za izhodišče vzamemo naše svetilo, potem se dan imenuje sončni. Njihovo povprečno trajanje je 24 ur. Nekoliko se spreminja glede na položaj planeta glede na zvezdo, kar vpliva tako na hitrost vrtenja okoli svoje osi kot na hitrost vrtenja Zemlje v orbiti.
Okoli centra
Drugo najpomembnejše gibanje planeta je njegovo "kroženje" v orbiti. Nenehno gibanje po nekoliko podolgovati poti ljudje najpogosteje čutijo zaradi spremembe letnih časov. Hitrost, s katero se Zemlja giblje okoli Sonca, je za nas izražena predvsem v časovnih enotah: en obrat traja 365 dni 5 ur 48 minut 46 sekund, torej astronomsko leto. Natančna številka jasno pojasni, zakaj je vsaka štiri leta v februarju dodaten dan. Predstavlja vsoto ur, zbranih v tem času, ki niso bile vključene v sprejetih 365 dni v letu.
Značilnosti trajektorije
Kot smo že omenili, je hitrost, s katero se Zemlja vrti v orbiti, povezana z značilnostmi slednje. Pot planeta se razlikuje od idealnega kroga, je nekoliko podolgovata. Posledično se Zemlja bodisi približa zvezdi ali pa se od nje oddalji. Ko sta planet in Sonce ločena z minimalno razdaljo, se ta položaj imenuje perihelij. Največja razdalja ustreza afelu. Prvi pade 3. januarja, drugi 5. julija. In za vsako od teh točk vprašanje: "S kakšno hitrostjo se Zemlja vrti v orbiti?" - ima svoj odgovor. Za afel je 29,27 km/s, za perihel pa 30,27 km/s.
Dolžina dneva
Hitrost, s katero se Zemlja vrti po svoji orbiti, in na splošno gibanje planeta okoli Sonca imata številne posledice, ki določajo številne nianse našega življenja. Ta gibanja na primer vplivajo na dolžino dneva. Sonce nenehno spreminja svoj položaj na nebu: točke sončnega vzhoda in zahoda se premikajo, višina zvezde nad obzorjem opoldne postane nekoliko drugačna. Posledično se spreminjata dolžina dneva in noči.
Ti dve vrednosti sovpadata le ob enakonočju, ko središče Sonca prečka nebesni ekvator. Nagib osi se izkaže za nevtralen glede na zvezdo, njeni žarki pa padajo navpično na ekvator. Spomladansko enakonočje je od 20. do 21. marca, jesensko enakonočje od 22. do 23. septembra.
Solsticij
Enkrat na leto dan doseže največjo dolžino, šest mesecev kasneje pa najmanjšo. Te datume običajno imenujemo solsticij. Poletje je od 21. do 22. junija, zima pa od 21. do 22. decembra. V prvem primeru je naš planet glede na zvezdo postavljen tako, da severni rob osi gleda v smeri Sonca. Posledično žarki padajo navpično na in osvetljujejo celotno območje onkraj arktičnega kroga. Na južni polobli, nasprotno, sončni žarki Dosežejo le območje med ekvatorjem in polarnim krogom.
V času zimskega solsticija se dogajanje odvija popolnoma enako, le polobli zamenjata vlogi: južni pol je osvetljen.
letni časi
Orbitalni položaj ne vpliva le na to, kako hitro se Zemlja giblje okoli Sonca. Zaradi sprememb razdalje, ki ga ločuje od zvezde, in nagiba osi planeta je sončno sevanje neenakomerno porazdeljeno skozi vse leto. In to posledično povzroči menjavo letnih časov. Poleg tega je trajanje zimskega in poletnega pol leta različno: prvo je 179 dni, drugo pa 186. To odstopanje je posledica enakega nagiba osi glede na ravnino ekliptike.
Lahki pasovi
Zemljina orbita ima še eno posledico. Letno gibanje vodi do spremembe položaja Sonca nad obzorjem, zaradi česar se na planetu oblikujejo pasovi osvetlitve:
Vroče regije se nahajajo na 40% ozemlja Zemlje, med južnim in severnim tropom. Kot že ime pove, je tukaj največ toplote.
Za zmerne pasove - med arktičnim krogom in tropom - je značilna izrazita menjava letnih časov.
Za polarna območja, ki se nahajajo za arktičnimi krogi, so značilne nizke temperature skozi vse leto.
Gibanje planetov na splošno in še posebej hitrost kroženja Zemlje vpliva tudi na druge procese. Med njimi so tokovi rek, menjava letnih časov in določeni življenjski ritmi rastlin, živali in ljudi. Poleg tega vrtenje Zemlje zaradi vpliva na osvetljenost in površinsko temperaturo vpliva na kmetijska dela.
Danes se v šoli učijo, kakšna je hitrost vrtenja Zemlje, kakšna je njena oddaljenost od Sonca in druge značilnosti, povezane z gibanjem planeta. Vendar, če dobro pomislite, sploh niso očitne. Ko mi pride na misel takšna misel, bi se rad iskreno zahvalil tistim znanstvenikom in raziskovalcem, ki so predvsem po zaslugi svojega izjemnega uma uspeli odkriti vzorce vesoljsko življenje Zemljo, jih opišite in jih nato dokažite in razložite preostalemu svetu.
Človeštvo že od nekdaj zanimajo procesi, ki se dogajajo v vesolju. Zakaj sonce vzide vsako jutro? Kaj je Luna? Koliko zvezd je na nebu? Ali se Zemlja vrti in s kakšno hitrostjo?Kakšna je hitrost Zemlje?
Ljudje že dolgo opazujejo menjavo dneva v noč in letno zaporedje letnih časov. Kaj to pomeni? Kasneje je bilo dokazano, da takšne spremembe povzroča vrtenje našega planeta okoli svoje osi. Vendar človeštvo do tega spoznanja ni prišlo takoj. Trajalo je mnogo let, da smo dokazali očitno ta trenutek podatke.
Za dolgo časa ljudje niso mogli razumeti tega pojava, saj je po njihovem mnenju človek v mirnem stanju in v njem ni vidnega gibanja. Vendar taka izjava ni pravilna. Vsi predmeti okoli vas (miza, računalnik, okno in drugi) se gibljejo. Kako se lahko premika? To se zgodi zaradi vrtenja Zemlje okoli svoje osi. Poleg tega se naš planet giblje ne le okoli svoje osi, ampak tudi okoli nebesnega telesa. Poleg tega njegova pot ni krog, ampak je podobna elipsi.
Da bi prikazali posebnosti gibanja nebesnega telesa, se pogosto obrnejo na vrtavko. Njegovo gibanje je zelo podobno vrtenju Zemlje.
Kasneje znanstvene metode dokazano je, da se naš planet premika. Torej, Zemlja naredi en obrat okoli svoje osi v enem dnevu - štiriindvajset ur. Prav to je povezano s spremembo časa dneva, dneva v noč.
Masa Sonca je bistveno večja od mase Zemlje. Razdalja med temi nebesnimi telesi doseže sto petdeset milijonov kilometrov. Raziskave so pokazale, da hitrost vrtenja Zemlje doseže trideset kilometrov na sekundo. Popolna revolucija se opravi v enem letu. Poleg tega se po štirih letih doda še en dan, zato imamo prestopno leto.
Toda človeštvo ni takoj prišlo do takšnih rezultatov. Tako je celo G. Galileo nasprotoval teoriji o rotaciji planeta. To trditev je dokazal na naslednji način. Znanstvenik je z vrha stolpa vrgel kamen, ki je padel ob vznožje stavbe. Galileo je poudaril, da bi vrtenje Zemlje premaknilo mesto, kamor je padel kamen, vendar sodobne raziskave v celoti zanikajo te obtožbe.
Na podlagi zgoraj navedenega sledi, da je človeštvo prehodilo dolgo pot, da je razumelo, da je Zemlja v stalnem gibanju okoli Sonca. Prvič, planet se vrti okoli svoje osi. Okoli svetila, ki nam daje toploto, se giblje tudi naše nebesno telo. To je tisto, kar povzroča spremembo časa in letnih časov.
V astronomiji je Zemljina orbita gibanje Zemlje okoli Sonca s povprečno razdaljo 149.597.870 km. Zemlja popolnoma obkroži Sonce vsakih 365,2563666 dni (1 zvezdno leto). Pri tem gibanju se Sonce premakne glede na zvezde za 1° na dan (ali premer Sonca ali Lune vsakih 12 ur) proti vzhodu, gledano z Zemlje. Zemlja potrebuje 24 ur, da opravi obrat okoli svoje osi, nato pa se Sonce vrne na svoj poldnevnik. Zemljina orbitalna hitrost okoli Sonca je v povprečju 30 km na sekundo (108.000 km na uro), kar je dovolj hitro, da premaga premer Zemlje (približno 12.700 km) v 7 minutah ali razdaljo do Lune (384.000 km) v 4 minutah. ure .
Pri preučevanju severnih polov Sonca in Zemlje je bilo ugotovljeno, da se Zemlja vrti glede na Sonce v nasprotni smeri urinega kazalca. Poleg tega se Sonce in Zemlja vrtita okoli svojih osi v nasprotni smeri urnega kazalca.
Zemljina orbita, ki kroži okoli Sonca, v enem letu preleti razdaljo približno 940 milijonov km.
Zgodovina študija
Heliocentrizem je teorija, da je Sonce v središču sončnega sistema. Zgodovinsko gledano je heliocentrizem v nasprotju z geocentrizmom, ki trdi, da je Zemlja v središču sončnega sistema. V 16. stoletju je Nikolaj Kopernik predstavil celovito delo o heliocentričnem modelu vesolja, ki je bil v marsičem podoben geocentričnemu modelu Ptolemaja Almagsta, predstavljenemu v 2. stoletju. Ta kopernikanska revolucija je trdila, da se je retrogradno gibanje planetov samo zdelo tako in ni bilo očitno.
Vpliv na Zemljo
Zaradi nagiba Zemljine osi (znanega tudi kot nagib ekliptike) se skozi leto spreminja nagib Sončeve poti na nebu (glede na zemeljsko površje). Pri opazovanju severne zemljepisne širine, ko je severni pol nagnjen proti Soncu, lahko opazite, da se dnevi daljšajo in Sonce vzhaja višje. To stanje vodi do zvišanja povprečnih temperatur, saj se količina sončna svetloba doseže površje. Ko se severni pol odmakne od sonca, se temperature na splošno znižajo. V skrajnih primerih, ko sončni žarki ne dosežejo polarnega kroga, nastopi obdobje popolne odsotnosti svetlobe podnevi (ta pojav imenujemo polarna noč). Takšne spremembe podnebja (zaradi smeri nagiba zemeljske osi) se pojavljajo glede na letne čase.
Dogodki v orbiti
Po eni astronomski konvenciji so štirje letni časi določeni s solsticijem, orbitalno točko z največjim nagibom osi proti Soncu ali stran od njega, in enakonočjem, pri katerem sta smer nagiba in smer Sonca pravokotni na vsako drugo. Na severni polobli je zimski solsticij 21. decembra, poletni solsticij 21. julija, spomladansko enakonočje 20. marca in jesensko enakonočje 23. septembra. Nagib osi na južni polobli je popolnoma nasproten njeni smeri na severni polobli. Zato so letni časi na jugu nasprotni tistim na severu.
V sodobnem času Zemlja preide perihelij 3. januarja in skozi afel 4. julija (za druga obdobja glej precesijo in Milankovitcheve cikle). Sprememba smeri Zemlje in Sonca povzroči 6,9-odstotno povečanje sončne energije, ki Zemljo doseže v periheliju glede na afelij. Ker se južna polobla nagne proti soncu približno ob istem času, ko Zemlja doseže svojo najbližjo točko od sonca, južna polobla v enem letu prejme nekoliko več sončne energije kot severna polobla. Vendar je ta učinek manj pomemben kot celotna sprememba energije zaradi nagiba osi: večino prejete energije absorbirajo vode južne poloble.
Hillova sfera (gravitacijska vplivna sfera) Zemlje ima polmer 1.500.000 kilometrov. To je največja razdalja, kjer je gravitacijski vpliv Zemlje močnejši od bolj oddaljenih planetov in Sonca. Predmeti, ki krožijo okoli Zemlje, morajo pasti znotraj tega radija, sicer se lahko zaradi gravitacijske motnje Sonca odvežejo.
Naslednji diagram prikazuje razmerje med črto solsticija in črto asp Zemljine eliptične orbite. Orbitalna elipsa (ekscentričnost je zaradi učinka pretirana) je prikazana na šestih slikah Zemlje v periheliju (periapsis – najbližja točka Soncu) od 2. do 5. januarja: marčevsko enakonočje od 20. do 21. marca, junijska točka solsticija od 20. do 21. junija, lahko tukaj vidimo tudi afel (apocenter - najbolj oddaljena točka od Sonca) od 4. do 7. julija, septembrsko enakonočje od 22. do 23. septembra in decembrski solsticij od 21. do 22. decembra. Upoštevajte, da diagram prikazuje pretirano obliko Zemljine orbite. V resnici pot Zemljine orbite ni tako ekscentrična, kot je prikazano na diagramu.
Zemlja je nenehno v gibanju, vrti se okoli lastne osi in okoli Sonca. To določa izvor različnih pojavov na njeni površini: menjava letnih časov, menjava dneva in noči. Ugodne razmere za življenje na Zemlji so posledica tega gibanja in ugodne lege planeta glede na Sonce (približno 150 milijonov kilometrov stran). Če bi bil planet bližje, bi voda izhlapevala z njegove površine. Če bi dlje, bi vsa živa bitja zmrznila. Pomembna vloga Ozračje ima tudi vlogo pri zaščiti pred škodljivimi kozmičnimi žarki.
Oglejmo si podrobneje dva tako stalna nevidna spremljevalca življenja, kot sta gibanje Zemlje okoli namišljene črte (osi) in Sonca.
Zemlja je tretji planet od Sonca. Skupaj z vsemi ostalimi se vrti okoli Sonca, ima pa tudi svojo rotacijo okoli svoje osi. Najhitrejši v solarni sistem veljajo za velikanske planete:
- Jupiter.
- Saturn.
Dan opravijo v 10 urah.
Zemlja se okoli svoje osi zavrti v 23 urah 56 minutah. Poleg tega so potrebne dodatne 4 minute, da se Sonce vrne v prvotni položaj. Hitrost vrtenja na površini je odvisna od točke, v kateri opazujemo gibanje.
Če govorimo o ekvatorju, potem rotacija Zemlje doseže 1670 kilometrov na uro ali 465 metrov na sekundo. Izračuni se izvajajo ob upoštevanju dejstva, da v območju ekvatorja obseg planeta doseže več kot 40.000 kilometrov. Če se planet nenadoma neha premikati, bodo ljudje in predmeti vzleteli z enako hitrostjo in poleteli naprej.
Bližje do 30. zemljepisne širine se vrtenje Zemlje okoli svoje osi zmanjša na 1440 kilometrov na uro, na polih pa postopoma pade na 0 kilometrov na uro (pravilo velja tako proti južnemu kot severnemu polu). To gibanje ostaja ljudem nevidno zaradi ogromne mase planeta.
V tem videu boste izvedeli, zakaj ne čutimo vrtenja zemlje.
Pomen za človeštvo
Razlike v hitrosti gibanja imajo svoj praktični pomen. Države raje gradijo vesoljska pristanišča bližje ekvatorju. Zaradi hitrosti vrtenja planeta je za vstop v orbito potrebno manj goriva ali pa je mogoče dvigniti več tovora. Poleg tega ima raketa ob izstrelitvi že hitrost 1675 kilometrov na uro, zato lažje pospeši do orbitalne hitrosti 28.000 kilometrov na uro.
Luna s svojim vplivom nenehno stabilizira nagib osi planeta. Zaradi tega se hitrost vrtenja planeta postopoma zmanjšuje. Dvakrat letno, novembra in aprila, se dolžina dneva podaljša za 0,001 sekunde.
Čas za dokončanje revolucije okoli Sonca
Hitrost vrtenja Zemlje okoli Sonca je približno 107.000 kilometrov na uro. Planet naredi popolno revolucijo v 365 dneh, 5 urah 48 minutah in 46 sekundah in v tem času prevozi približno milijardo kilometrov. Vsako leto se nabere dodatnih pet ur, ki jih astronomi seštejejo in vsaka štiri leta dodajo 366 dni – takšno leto imenujemo prestopno.
Če preštejete, se izkaže, da Zemlja vsako sekundo preleti približno 30 kilometrov v vesolju. Tudi hitrost najhitrejšega dirkalnika na svetu je le okoli 300 kilometrov na uro – to je 350-krat manj od hitrosti planeta v orbiti. Človek si ne more dobro predstavljati tako ogromnih hitrosti.
Pri vrtenju nastane sila, ki bi lahko vrgla osebo ali predmet s površja Zemlje kot predmet, ki se odvija na vrvi. A to se verjetno ne bo zgodilo v doglednem času, saj je ta sila skoraj popolnoma potlačena z gravitacijo in znaša le 0,03% le-te.
Tako kot vrtenje okoli osi se tudi to gibanje postopoma neopazno upočasni navadni ljudje količine. Prav tako se os v smeri vožnje skozi leto postopoma odmika, tako da so regije, v katerih:
- zima poletje;
- jesen/pomlad.
Nekoč so ljudje verjeli, da je Zemlja mirujoče telo, okoli katerega krožijo Sonce in vsi drugi predmeti. Dolgoletna opazovanja in izboljšanje tehnologije so omogočila postopno razumevanje problematike in zdaj skoraj vsi prebivalci planeta vedo, s kakšno hitrostjo se Zemlja vrti, in da mora sama veliko delati, pri čemer je svoje strani izpostavljena velika zvezda, ki zagotavlja dan/noč in zimo/poletje.
Video
Iz tega videa boste izvedeli, kako in s kakšno hitrostjo se Zemlja vrti okoli Sonca.
Niste dobili odgovora na svoje vprašanje? Predlagajte temo avtorjem.
