Ежедневно въртене на Земята- въртенето на Земята около оста си с период от един звезден ден, чието наблюдавано проявление е дневна ротациянебесна сфера. Въртенето на Земята става от запад на изток. Когато се гледа от Северната звезда или Северния полюс на еклиптиката, Земята се върти обратно на часовниковата стрелка.
Колегиален YouTube
-
1 / 5
V = (R e R p R p 2 + R e 2 tg 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 4 tg 2 φ) ω (\ displaystyle v = \ наляво ((\ frac (R_ (e) \, R_ (p)) (\ sqrt ((R_ (p)) ^ (2) + (R_ (e)) ^ (2) \, (\ mathrm (tg) ^ (2) \ varphi)))) + (\ frac ((R_ (p)) ^ (2) h) (\ sqrt ((R_ (p)) ^ (4) + (R_ (e)) ^ (4) \, \ mathrm (tg) ^ (2) \ varphi))) \ вдясно) \ omega), където R e (\ displaystyle R_ (e))= 6378,1 km - екваториален радиус, R p (\ displaystyle R_ (p))= 6356,8 км - полярен радиус.
- Самолет, летящ с тази скорост от изток на запад (на височина 12 км: 936 км / ч на географската ширина на Москва, 837 км / ч на географската ширина на Санкт Петербург) ще почива в инерционната референтна система.
- Суперпозицията на въртенето на Земята около ос с период от един сидеричен ден и около Слънцето с период от една година води до неравенство на слънчевите и сидеричните дни: продължителността на среден слънчев ден е точно 24 часа, което е 3 минути 56 секунди по -дълго от един звезден ден.
Физически смисъл и експериментално потвърждение
Физическият смисъл на въртенето на Земята около оста си
Тъй като всяко движение е относително, е необходимо да се посочи конкретна референтна рамка, по отношение на която се изучава движението на определено тяло. Когато се казва, че Земята се върти около въображаема ос, това означава, че тя се представя въртеливо движениеспрямо всяка инерционна референтна система, а периодът на това въртене е равен на сидерични дни - периода на пълно завъртане на Земята (небесна сфера) спрямо небесната сфера (Земята).
Всички експериментални доказателства за въртенето на Земята около оста й се свеждат до доказателството, че референтната рамка, свързана със Земята, е неинерционна система за ориентиране от специален тип - референтна система, която се върти спрямо инерционните рамки на справка.
За разлика от инерционното движение (т.е. равномерно праволинейно движение спрямо инерционните референтни рамки), за да се открие неинерционно движение на затворена лаборатория, не е необходимо да се правят наблюдения над външни тела, - такова движение се открива с помощта на локални експерименти (тоест експерименти, проведени в рамките на тази лаборатория). В този смисъл на думата неинерционното движение, включително въртенето на Земята около оста си, може да се нарече абсолютно.
Сили на инерция
Ефекти на центробежна сила
Зависимост от ускорението свободно паданеот географската ширина.Експериментите показват, че ускорението на гравитацията зависи от географската ширина: колкото по -близо до полюса, толкова по -голямо е то. Това се дължи на действието центробежна сила... Първо, точките на земната повърхност, разположени на по -високи географски ширини, са по -близо до оста на въртенеи следователно, когато се приближава до полюса, разстоянието r (\ displaystyle r)от оста на въртене намалява, достигайки нула при полюса. Второ, с увеличаване на географската ширина ъгълът между вектора на центробежната сила и равнината на хоризонта намалява, което води до намаляване на вертикалната компонента на центробежната сила.
Това явление е открито през 1672 г., когато френският астроном Жан Рише, докато е в експедиция в Африка, открива, че на екватора махален часовниквървят по -бавно, отколкото в Париж. Скоро Нютон обясни това с факта, че периодът на трептене на махалото е обратно пропорционален на корен квадратенот ускорението на гравитацията, което намалява на екватора поради действието на центробежна сила.
Изравняването на Земята.Влиянието на центробежната сила води до сплескване на Земята при полюсите. Това е явлението, предсказано от Хюйгенс и Нютон през края на XVIIвек, е открит за първи път от Пиер дьо Мопертюис в края на 1730 г. в резултат на обработката на данни от две френски експедиции, специално оборудвани за решаване на този проблем в Перу (ръководени от Пиер Бугер и Шарл дьо ла Кондамин) и Лапландия (водени от Алексис Клеро и себе си Maupertuis).
Силови ефекти на Кориолис: лабораторни експерименти
Този ефект трябва да бъде най -ясно изразен при полюсите, където периодът на пълно завъртане на равнината на махалото е равен на периода на въртене на Земята около оста (сидерен ден). V общ случай, периодът е обратно пропорционален на синуса на географската ширина, на екватора равнината на трептене на махалото е непроменена.
Жироскоп- въртящо се тяло със значителен момент на инерция запазва ъгловия импулс, ако няма силни смущения. Фуко, уморен да обяснява какво се случва с махалото на Фуко, което не е на полюса, разработи друга демонстрация: окаченият жироскоп запази своята ориентация, което означава, че той бавно се обърна спрямо наблюдателя.
Отклонение на снарядите по време на стрелба с пистолет.Друго наблюдавано проявление на силата на Кориолис е отклонението на траекториите на снарядите (в северното полукълбо вдясно, в южното полукълбо - вляво), изстреляни в хоризонтална посока. От гледна точка инерционна системаза справка, за снарядите, изстреляни по меридиана, това се дължи на зависимостта на линейната скорост на въртене на Земята от географската ширина: когато се движи от екватора към полюса, снарядът запазва хоризонталния компонент на скоростта непроменен, докато скорост на линиятавъртенето на точки на земната повърхност намалява, което води до изместване на снаряда от меридиана по посока на въртенето на Земята. Ако изстрелът е произведен успоредно на екватора, тогава изместването на снаряда от паралел се дължи на факта, че траекторията на снаряда лежи в една и съща равнина с центъра на Земята, докато точките на земната повърхност се движат в равнина, перпендикулярна на оста на въртене на Земята. Този ефект (за случая на стрелба по меридиана) е предсказан от Грималди през 1740 -те години. и е публикуван за първи път от Ричоли през 1651 г.
Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата. ( ) Ако скоростта на тялото има голям вертикален компонент, силата на Кориолис е насочена на изток, което води до съответно отклонение на траекторията на тялото, свободно падащо (без начална скорост) от висока кула. Когато се гледа в инерционна референтна рамка, ефектът се обяснява с факта, че върхът на кулата спрямо центъра на Земята се движи по -бързо от основата, поради което траекторията на тялото се оказва тясна парабола и тялото е малко пред основата на кулата.
Ефектът на Eötvös.В ниските географски ширини силата на Кориолис при движение по земната повърхност е насочена във вертикална посока и нейното действие води до увеличаване или намаляване на ускорението на гравитацията, в зависимост от това дали тялото се движи на запад или на изток. Този ефект е наречен ефекта Eötvös в чест на унгарския физик Лоранд Eötvös, който го е открил експериментално в началото на 20 век.
Експерименти, използващи закона за запазване на ъгловата инерция.Някои експерименти се основават на закона за запазване на ъгловия импулс: в инерционна референтна рамка величината на ъгловия импулс (равен на произведението на инерционния момент и ъгловата скорост на въртене) под действието на вътрешни силине се променя. Ако в някакъв начален момент от време инсталацията е неподвижна спрямо Земята, тогава скоростта на нейното въртене спрямо инерционната референтна рамка е равна на ъгловата скорост на въртене на Земята. Ако промените момента на инерция на системата, тогава ъгловата скорост на нейното въртене трябва да се промени, тоест ще започне въртене спрямо Земята. В неинерциална референтна система, свързана със Земята, въртенето се случва в резултат на действието на силата на Кориолис. Тази идея е предложена от френския учен Луи Поано през 1851 г.
Първият подобен експеримент е извършен от Хаген през 1910 г.: две тежести върху гладка напречна греда са монтирани неподвижно спрямо повърхността на Земята. След това разстоянието между тежестите беше намалено. В резултат на това инсталацията започна да се върти. Още по -графичен експеримент е направен от германския учен Ханс Бука през 1949 г. Пръчка с дължина приблизително 1,5 метра е монтирана перпендикулярно на правоъгълна рамка. Първоначално пръчката е хоризонтална, инсталацията е неподвижна спрямо Земята. Тогава въдицата беше въведена вертикално положение, което доведе до промяна на момента на инерция на инсталацията с около 10 4 пъти и бързото й въртене с ъглова скорост 10 4 пъти по -висока от скоростта на въртене на Земята.
Фуния във ваната.
Тъй като силата на Кориолис е много слаба, тя има незначителен ефект върху посоката на въртене на водата при източване в мивка или вана, поради което по принцип посоката на въртене във фуния не е свързана с въртенето на Земята. Само в внимателно контролирани експерименти ефектът на силата на Кориолис може да бъде отделен от други фактори: в северното полукълбо фунията ще бъде усукана обратно на часовниковата стрелка, в южното полукълбо, и обратно.
Ефекти на силата на Кориолис: Феномени в околната среда
Оптични експерименти
Редица експерименти, демонстриращи въртенето на Земята, се основават на ефекта на Саняк: ако пръстенният интерферометър се върти, тогава поради релативистични ефекти се появява фазова разлика в противоположните лъчи
Δ φ = 8 π A λ c ω, (\ displaystyle \ Delta \ varphi = (\ frac (8 \ pi A) (\ lambda c)) \ omega,)където A (\ displaystyle A)- областта на проекцията на пръстена върху екваториалната равнина (равнина, перпендикулярна на оста на въртене), c (\ displaystyle c)- скоростта на светлината, ω (\ displaystyle \ омега)- ъглова скорост на въртене. За да демонстрира въртенето на Земята, този ефект е използван от американския физик Майкълсън в поредица от експерименти, организирани през 1923-1925 г. В съвременните експерименти, използващи ефекта на Саняк, въртенето на Земята трябва да се вземе предвид при калибрирането на пръстенови интерферометри.
Има редица други експериментални демонстрации на дневното въртене на Земята.
Неравномерност на въртенето
Прецесия и нутация
Историята на идеята за дневното въртене на Земята
Античността
Обяснението на дневното въртене на небосвода чрез въртенето на Земята около оста си е предложено за първи път от представители на питагорейската школа, сиракузите Гикет и Екфант. Според някои реконструкции, въртенето на Земята е претендирано и от питагорейския Филолай от Кротон (V в. Пр. Н. Е.). Твърдение, което може да се тълкува като индикация за въртенето на Земята, се съдържа в Платоновия диалог Тимей .
Практически нищо не се знае за Гикет и Екфант и дори самото им съществуване понякога се поставя под въпрос. Според мнението на мнозинството учени, Земята в системата на света на Филолай не се върти, а се превежда около Централния огън. В другите си творби Платон следва традиционния възглед за неподвижността на Земята. До нас обаче достигнаха многобройни доказателства, че идеята за въртенето на Земята е защитена от философа Хераклид от Понт (IV век пр. Н. Е.). Вероятно друга хипотеза на Хераклид е свързана с хипотезата за въртенето на Земята около оста: всяка звезда е свят, включително земя, въздух, етер и всичко това се намира в безкрайното пространство. Всъщност, ако дневното въртене на небето е отражение на въртенето на Земята, тогава предпоставката да се считат звездите за една и съща сфера изчезва.
Около век по -късно стана предположението за въртенето на Земята част отпървият, предложен от големия астроном Аристарх от Самос (III в. пр. н. е.). Аристарх е подкрепен от вавилонския Селевк (II в. Пр. Н. Е.), Както и от Хераклид от Понт, който счита Вселената за безкрайна. Фактът, че идеята за ежедневното въртене на Земята има своите поддръжници още през I в. Сл. Хр. д., доказано от някои изявления на философите Сенека, Деркилид, астроном Клавдий Птолемей. По -голямата част от астрономите и философите обаче не се съмняват в неподвижността на Земята.
Аргументи срещу идеята за движението на земята се намират в произведенията на Аристотел и Птолемей. И така, в трактата си За РаяАристотел обосновава неподвижността на Земята с факта, че на въртяща се Земя телата, хвърлени вертикално нагоре, не могат да паднат до точката, от която започва движението им: повърхността на Земята ще се движи под хвърленото тяло. Друг аргумент в полза на неподвижността на Земята, даден от Аристотел, се основава на неговата физическа теория: Земята е тежко тяло и тежките тела са склонни да се движат към центъра на света, а не да се въртят около него.
От работата на Птолемей следва, че привържениците на хипотезата за въртенето на Земята на тези аргументи отговарят, че както въздухът, така и всички земни обекти се движат заедно със Земята. Очевидно ролята на въздуха в това разсъждение е фундаментално важна, тъй като се подразбира, че именно движението му със Земята крие въртенето на нашата планета. Птолемей възразява срещу това, че
телата във въздуха винаги ще изглеждат изоставащи ... И ако телата се въртят заедно с въздуха като едно цяло, тогава никое от тях не би изглеждало да изпреварва другото или да изостава от него, а да остане на място, в полетът и хвърлянето му не биха направили отклонения или движения към друго място, като тези, които виждаме да се случват със собствените ни очи, и те изобщо не биха забавили или ускорили, защото Земята не е неподвижна.
Средна възраст
Индия
Първият от средновековните автори, предложил въртенето на Земята около оста си, е големият индийски астроном и математик Арябхата (края на 5 - началото на 6 век). Той го формулира в няколко пасажа от трактата си. Ариабатия, например:
Както човек на кораб, който се движи напред, вижда неподвижни обекти, движещи се назад, така и наблюдател ... вижда неподвижни звезди, движещи се по права линия на запад.
Не е известно дали тази идея принадлежи на самия Ариабхата или я е заимствал от древногръцките астрономи.
Арябхату е подкрепен само от един астроном, Прхудака (9 -ти век). Повечето индийски учени отстояват неподвижността на земята. И така, астрономът Варахамихира (6 -ти век) твърди, че на въртяща се Земя птиците, летящи във въздуха, не могат да се върнат в гнездата си, а камъните и дърветата ще отлетят от повърхността на Земята. Известният астроном Брахмагупта (6 век) също повтаря стария аргумент, че тяло, което е паднало от висока планина, но може да потъне в основата си. В същото време обаче той отхвърля един от аргументите на Варахамихира: според него дори Земята да се върти, обектите не могат да бъдат откъснати от нея поради тяхната гравитация.
Ислямски Изток
Възможността за въртене на Земята се разглежда от много учени от мюсюлманския Изток. Така известният геометър ал-Сиджизи изобретил астролабата, чийто принцип се основава на това предположение. Някои ислямски учени (чиито имена не са достигнали до нас) дори са открили Правилният начинопровергаване на основния аргумент срещу въртенето на Земята: вертикалността на траекториите на падащи тела. По същество беше изразен принципът на суперпозиция на движенията, според който всяко движение може да се разложи на два или повече компонента: по отношение на повърхността на въртящата се Земя падащото тяло се движи по отвес, но точката, която е проекцията на тази линия върху повърхността на Земята ще се пренесе от нейното въртене. Това се доказва от известния учен-енциклопедист ал-Бируни, който самият обаче се е стремял към неподвижността на Земята. Според него, ако някаква допълнителна сила действа върху падащото тяло, тогава резултатът от нейното действие върху въртящата се Земя ще доведе до някои ефекти, които всъщност не се наблюдават.
Файл: Al-Tusi Nasir.jpeg
Насир ад-Дин ат-Туси
Сред учените от XIII-XVI век, свързани с обсерваториите Марагинская и Самарканд, възникна дискусия за възможността за емпирично обосноваване на неподвижността на Земята. Така известният астроном Кутб ал-Дин аш-Ширази (XIII-XIV век) вярва, че неподвижността на Земята може да бъде проверена чрез експеримент. От друга страна, основателят на обсерваторията Мараха Насир ад-Дин ат-Туси вярвал, че ако Земята се върти, тогава това въртене ще бъде разделено от слой въздух, прилежащ към нейната повърхност, и всички движения в близост до земната повърхност ще се случат по абсолютно същия начин, сякаш Земята е неподвижна. Той обосновава това с помощта на наблюдения на комети: според Аристотел кометите са метеорологично явление в горните слоеве на атмосферата; въпреки това астрономическите наблюдения показват, че кометите участват в дневното въртене на небесната сфера. Следователно горните слоеве на въздуха се отнасят от въртенето на небосвода, следователно долните слоеве също могат да бъдат отнесени от въртенето на Земята. По този начин експериментът не може да даде отговор на въпроса дали Земята се върти. Той обаче остава привърженик на неподвижността на Земята, тъй като това е в съответствие с философията на Аристотел.
Повечето от ислямските учени от по-късно време (ал-Урди, ал-Казвини, ал-Найсабури, ал-Джурджани, ал-Бирджанди и други) са съгласни с ат-Туси, че всички физически явленияна въртяща се и неподвижна Земя би се получило по същия начин. Ролята на въздуха в това обаче вече не се смяташе за фундаментална: не само въздухът, но и всички обекти се носят от въртящата се Земя. Следователно, за да се обоснове неподвижността на Земята, е необходимо да се включи учението на Аристотел.
Специална позиция в тези спорове заема третият директор на обсерваторията в Самарканд Алаудин Али ал-Кущи (15 век), който отхвърля философията на Аристотел и счита, че въртенето на Земята е физически възможно. През 17 век иранският теолог и енциклопедист Баха ал-Дин ал-Амили стига до подобно заключение. Според него астрономите и философите не са предоставили достатъчно доказателства, които да опровергаят въртенето на Земята.
Латински Запад
Подробно обсъждане на възможността за движение на Земята се съдържа широко в писанията на парижките схоласти Жан Буридан, Алберт от Саксония и Никола Орем (втората половина на 14 век). Най -важният аргумент в полза на въртенето на Земята, а не на небето, даден в техните произведения, е малката Земя в сравнение с Вселената, което прави задаването на ежедневното въртене на небето на Вселената в най -високата степеннеестествено.
Всички тези учени в крайна сметка отхвърлиха въртенето на Земята, макар и на различни основания. Така Алберт от Саксония смята, че тази хипотеза не е в състояние да обясни наблюдаваните астрономически явления. Буридан и Орем с право не са съгласни с това, според което небесните явления трябва да се случват по един и същи начин, независимо от това дали Земята или Космосът се въртят. Буридан успя да намери само един важен аргумент срещу въртенето на Земята: стрелите, изстреляни вертикално нагоре, падат надолу по отвес, въпреки че по време на въртенето на Земята според него те трябва да изостават от движението на Земята и да падат на запад от точката на изстрел.
Но дори този аргумент беше отхвърлен от Орем. Ако Земята се върти, тогава стрелката лети вертикално нагоре и в същото време се движи на изток, улавяйки се от въздуха, въртящ се със Земята. Така стрелата трябва да падне на същото място, откъдето е била изстреляна. Въпреки че тук се споменава увлекателната роля на въздуха, той всъщност не играе особена роля. Това е показано от следната аналогия:
По същия начин, ако въздухът беше затворен в движещ се кораб, тогава човек, заобиколен от този въздух, ще изглежда, че въздухът не се движи ... Ако човек е бил в кораб, движещ се на изток с висока скорост, без да знае за това движение, и той протегна ръка по права линия по протежение на мачтата на кораба, щеше да му се стори, че ръката му право движение; по същия начин, според тази теория, ни се струва, че същото се случва и със стрела, когато я изстреляме вертикално нагоре или вертикално надолу. Вътре в кораб, движещ се на изток с висока скорост, могат да се извършват всякакви движения: надлъжно, странично, надолу, нагоре, във всички посоки - и те изглеждат точно същите, както когато корабът е неподвижен.
Орем продължава да предоставя формулировка, която предвижда принципа на относителността:
Следователно заключавам, че с никакъв опит не е възможно да се докаже, че небесата имат дневно движение и че Земята не.
Окончателната присъда на Орем относно възможността за въртене на Земята беше отрицателна. Основата за това заключение беше текстът на Библията:
Въпреки това всички все още подкрепят и вярвам, че те [Небето], а не Земята се движат, защото „Бог създаде кръга на Земята, който няма да се разклати“, въпреки всички противоположни аргументи.
Средновековните европейски учени и философи от по -късно време също споменаха възможността за дневно въртене на Земята, но не бяха добавени нови аргументи, които не се съдържат в Буридан и Орем.
По този начин практически никой от средновековните учени никога не е приемал хипотезата за въртенето на Земята. В хода на обсъждането си учените от Изтока и Запада изразиха много дълбоки мисли, които след това ще бъдат повторени от учените от съвременната епоха.
Ренесанс и модерно време
През първата половина на 16 век са публикувани няколко произведения, които твърдят, че причината за денонощното въртене на небосвода е въртенето на Земята около оста си. Един от тях беше трактатът на италианеца Селио Калканини „За това, че небето е неподвижно и земята се върти, или за вечното движение на земята“ (написано около 1525 г., публикувано през 1544 г.). Той не произвежда страхотно впечатлениеза неговите съвременници, тъй като по това време вече е публикувана фундаменталната работа на полския астроном Николай Коперник „За ротациите на небесните сфери“ (1543), където хипотезата за дневното въртене на Земята става част от хелиоцентричната система на света, както в Аристарх от Самос. По -рано Коперник очертава мислите си в малко ръкописно есе Малък коментар(не по -рано от 1515 г.). Две години по -рано основната работа на Коперник е публикувана от германския астроном Георг Йоахим Ретик Първо разказване(1541), където теорията на Коперник е популярна.
През 16 век Коперник е изцяло подкрепен от астрономите Томас Дигес, Ретик, Кристоф Ротман, Майкъл Мьостлин, физиците Джамбатиста Бенедети, Саймън Стевин, философ Джордано Бруно, теологът Диего де Зунига. Някои учени приемат въртенето на Земята около оста си, отхвърляйки нейното постъпателно движение. Това беше позицията на германския астроном Николас Раймерс, известен още като Урсус, и на италианските философи Андреа Чезалпино и Франческо Патрици. Гледната точка на изключителния физик Уилям Хилбърт, който подкрепя аксиално въртенеЗемята, но не коментира нейното движение напред. В началото на 17 век хелиоцентрична системасвят (включително въртенето на Земята по оста си) получи впечатляваща подкрепа от Галилео Галилей и Йоханес Кеплер. Най -влиятелните противници на идеята за движението на Земята през 16 и началото на 17 век са астрономите Тихо Брахе и Кристофър Клавий.
Хипотезата за въртенето на Земята и формирането на класическата механика
Всъщност през XVI-XVII век. Единственият аргумент в полза на аксиалното въртене на Земята беше, че в този случай няма нужда да се приписват на звездната сфера огромни скорости на въртене, тъй като дори в древността вече беше надеждно установено, че размерът на Вселената значително надвишава размера на Земята (този аргумент се съдържа дори от Буридан и Орем) ...
Тази хипотеза се противопоставяше на съображения, основани на динамичните концепции на времето. На първо място, това е вертикалността на траекториите на падащите тела. Появиха се и други аргументи, например еднакъв стрелбище в източната и на запад... Отговаряйки на въпроса за незабележимостта на ефектите от дневната ротация в наземни експерименти, Коперник пише:
Не само Земята със свързаната с нея водна стихия се върти, но и значителна част от въздуха и всичко, което по някакъв начин е близко до Земята, или въздухът, който вече е най -близо до Земята, наситен със земна и водна материя, следва същите закони на природата като Земята, или е придобило движение, което й се придава от съседната Земя в постоянно въртене и без никакво съпротивление
Поради това, главната роляпри незабележимостта на въртенето на Земята, увличането на въздух чрез неговото въртене играе. Повечето коперниканци през 16 век са на същото мнение.
Привърженици на безкрайността на Вселената през 16 век бяха също Томас Дигъс, Джордано Бруно, Франческо Патрици - всички те подкрепяха хипотезата за въртенето на Земята около оста (а първите две също около Слънцето). Кристоф Ротман и Галилео Галилей вярват, че звездите се намират на различни разстоянияот Земята, въпреки че те не говореха изрично за безкрайността на Вселената. От друга страна, Йоханес Кеплер отрече безкрайността на Вселената, въпреки че беше привърженик на въртенето на Земята.
Религиозният контекст на полемиката за въртенето на Земята
Редица възражения срещу въртенето на Земята бяха свързани с нейните противоречия с текста Свещеното Писание... Тези възражения бяха два вида. Първо, някои откъси от Библията бяха цитирани в подкрепа на факта, че именно Слънцето прави дневното движение, например:
Слънцето изгрява и слънцето залязва и бърза към мястото си, където изгрява.
В този случай аксиалното въртене на Земята е ударено, тъй като движението на Слънцето от изток на запад е част от ежедневното въртене на небето. В тази връзка често се цитира пасаж от книгата на Исус Навин:
Исус извика към Господа в деня, когато Господ предаде аморейците в ръцете на Израел, когато ги уби в Гаваон, а те бяха убити пред израилтяните и каза пред израилтяните: Стойте, слънцето , над Гаваон и луната, над долината на Авалон.!
Тъй като заповедта за спиране е дадена на Слънцето, а не на Земята, от това е направено заключението, че именно Слънцето прави дневното движение. Други пасажи са цитирани в подкрепа на неподвижността на земята, например:
Сложил си земята здрави основи: тя няма да бъде разтърсена завинаги.
Счита се, че тези пасажи противоречат както на мнението за въртенето на Земята около оста си, така и на въртенето около Слънцето.
Привържениците на въртенето на Земята (по -специално Джордано Бруно, Йоханес Кеплер и особено Галилео Галилей) се защитаваха в няколко посоки. Първо, те посочиха, че Библията е написана на разбираем език обикновенни хора, и ако авторите му са дали ясен c научна точкаот гледна точка на формулировката, тя не би могла да изпълни своята основна, религиозна мисия. И така, Бруно написа:
В много случаи е глупаво и неподходящо да се привеждат много разсъждения повече в съответствие с истината, отколкото съответно. този случайи удобство. Например, ако вместо думите: „Слънцето се ражда и изгрява, преминава през обед и се навежда към Аквилон“ - мъдрецът каза: „Земята върви в кръг на изток и, оставяйки слънцето, което залязва, се навежда към двата тропика, от Рак на юг, от Козирог до Аквилон “,- тогава слушателите биха започнали да мислят:„ Как? Казва ли, че Земята се движи? Каква е тази новина? " В крайна сметка щяха да го смятат за глупак, а той наистина щеше да е глупак.
Отговори от този вид бяха дадени главно на възражения относно дневното движение на Слънцето. Второ, беше отбелязано, че някои пасажи от Библията трябва да се тълкуват алегорично (виж статията Библейски алегоризъм). И така, Галилей отбеляза, че ако Светото писание се приема изцяло буквално, тогава се оказва, че Бог има ръце, той е подложен на емоции като гняв и пр. Като цяло, основна мисълзащитници на учението за движението на Земята беше, че науката и религията имат различни цели: науката изследва явленията на материалния свят, водена от аргументите на разума, целта на религията е моралното усъвършенстване на човека, неговото спасение. Галилей цитира кардинал Баронио в тази връзка, че Библията учи как да се изкачи на небето, а не как работи небето.
Тези аргументи бяха взети предвид католическа църкванеубедително, а през 1616 г. доктрината за въртенето на Земята е забранена, а през 1631 г. Галилей е осъден от съда на Инквизицията за негова защита. Извън Италия обаче тази забрана не е имала значително въздействиевърху развитието на науката и допринесе главно за падането на авторитета на самата католическа църква.
Трябва да се добави, че религиозните аргументи срещу движението на Земята са донесени не само от църковни водачи, но и от учени (например Тихо Брахе). От друга страна, католическият монах Паоло Фоскарини пише малко есе „Писмо за възгледите на питагорейците и Коперник за подвижността на Земята и неподвижността на Слънцето и за новата питагорейска система на Вселената“ (1615 г.), където той изразява съображения, близки до галилейските, а испанският богослов Диего де Зунига дори използва теорията на Коперник, за да тълкува определени пасажи от Писанието (въпреки че по -късно той промени решението си). По този начин конфликтът между теологията и учението за движението на Земята не е бил толкова конфликт между науката и религията като такъв, колкото конфликт между старите (към началото на XVIIвекове вече остарели) и нови методологически принципи, които се вземат за основа на науката.
Стойността на хипотезата за въртенето на Земята за развитието на науката
Разбиране научни проблеми, повдигнати от теорията за въртяща се Земя, допринесоха за откриването на законите на класическата механика и създаването на нова космология, която се основава на идеята за безкрайността на Вселената. Обсъждано по време на този процес, противоречията между тази теория и буквалното четене на Библията допринесоха за разграничаването на естествените науки и религията.
Вижте също
Бележки (редактиране)
- Пуанкаре, Относно науката, с. 362-364.
- Този ефект се наблюдава за първи път
Здравейте скъпи читатели!Днес бих искал да засегна темата за Земята и и си помислих, че публикацията за това как Земята се върти ще ви бъде полезна 🙂 В крайна сметка денят и нощта зависят от това, както и от сезоните. Нека разгледаме по -отблизо всичко.
Нашата планета се върти около оста си и около Слънцето. Когато направи един оборот около оста, това отнема един ден, а когато около Слънцето - една година. Повече за това:
Земна ос.
Земната ос (оста на въртене на Земята) -това е права линия, около която се извършва ежедневното въртене на Земята; тази линия минава през центъра и пресича повърхността на земята.
Наклонът на оста на въртене на Земята.
Оста на въртене на Земята е наклонена към равнината под ъгъл 66 ° 33´; благодарение на това се случва.Когато Слънцето е над Северния тропик (23 ° 27 'N), лятото започва в Северното полукълбо, докато Земята е на най -далечното разстояние от Слънцето.
Когато Слънцето изгрява над южния тропик (23 ° 27 'ю.ш.), лятото започва в южното полукълбо.
В Северното полукълбо зимата започва по това време. Привличането на Луната, Слънцето и други планети не променя ъгъла на наклона на земната ос, а води до факта, че тя се движи по кръгов конус. Това движение се нарича прецесия.
Северният полюс в наше време е насочен към Полярната звезда.Земната ос през следващите 12 000 години, в резултат на прецесията, ще премине приблизително наполовина и ще бъде насочена към звездата Вега.
Около 25 800 години съставляват пълен прецесионен цикъл и оказват значително влияние върху климатичния цикъл.
Два пъти годишно, когато Слънцето е директно над екватора, и два пъти месечно, когато Луната е в подобно положение, привличането поради прецесия намалява до нула и има периодично увеличаване и намаляване на скоростта на прецесията.
Тези колебателни движения на земната ос са известни като нутация, чийто връх достига на всеки 18,6 години. По значение на въздействието върху климата тази честота е на второ място след смяна на сезоните.
Въртене на Земята около оста си.
Дневното въртене на Земята -движението на Земята обратно на часовниковата стрелка или от запад на изток, гледано от Северния полюс на света. Въртенето на Земята определя продължителността на деня и причинява смяната на деня и нощта.
Земята прави един оборот около оста си за 23 часа 56 минути и 4.09 секунди.За периода на един оборот около Слънцето Земята прави приблизително 365 ¼ оборота, което е една година или равно на 365 ¼ дни.
На всеки четири години в календара се добавя още един ден, защото за всеки такъв завой освен цял ден се изразходва още една четвърт от деня.Въртенето на Земята постепенно забавя гравитационното привличане на Луната и удължава деня с около 1/1000 s на всеки век.
Съдейки по геоложките данни, скоростта на въртене на Земята може да се промени, но с не повече от 5%.
Около Слънцето Земята се върти по елипсовидна орбита, близка до кръгова, със скорост около 107 000 км / ч в посока от запад на изток.Средното разстояние до Слънцето е 149 598 хиляди км, а разликата между най -малкото и най -голямото разстояние е 4,8 милиона км.
Ексцентрицитетът (отклонението от кръга) на земната орбита се променя леко за цикъл от 94 хиляди години.Смята се, че образуването на сложен климатичен цикъл се улеснява от промените в разстоянието до Слънцето, а появата и заминаването на ледниците по време на ледникови периоди са свързани с отделните му етапи.
Всичко в нашата огромна Вселена е много сложно и прецизно. И нашата Земя е само точка в нея, но това е нашият дом, за който научихме малко повече от публикацията за това как Земята се върти. Ще се видим в нови публикации за изучаването на Земята и Вселената🙂
Защо има смяна на деня и нощта? Вие, разбира се, сте виждали изгреви и залези повече от веднъж. Защо мислите, че се случват? Слънцето не престава ли да грее? Един прост опит ще ви помогне да разберете това. Ако насочите запален фенер отстрани към обикновен училищен глобус в тъмна стая, тогава едната половина ще бъде осветена, а другата ще бъде на сянка. По същия начин лъчите на Слънцето осветяват нашата планета във вечната тъмнина на космоса.
Въображаемата ос на Земята минава по права линия от Северния полюс до Южния полюс. Земята се върти около нея от запад на изток и поставя Слънцето от едната или от другата страна. От осветената страна - ден, от другата страна по едно и също време - нощ. около оста си определя смяната на деня и нощта.
Земята прави пълен оборот около оста си за 23 часа 56 минути, тоест за един ден. Денят е единица време, приблизително равна на периода на въртене на Земята около оста си. Обичайно е денят да се разделя на нощ, сутрин, следобед и вечер.
Време за зона
Поради въртенето на Земята около оста си, времето на деня в различни точки Глобусътне може да бъде същото. Затова за удобство бяха въведени часови зони: земната повърхност беше разделена от меридиани на 24 зони на всеки 15 градуса дължина.
Извиква се времето на деня в рамките на една часова зона талия... Разликата във времето между зоните е един час. Произходът на часовите зони се счита за меридиана на Гринуич, преминаващ през град Гринуич (това е в, недалеч от Лондон, където се намира обсерваторията Гринуич). От него коланите се броят на изток. С други думи, при нанасяне на изтокзоновото време се увеличава, а в западното време намалява.
Ако е 12 часа на Гринуич, то в първата зона на изток от нея е 13 часа, а в първата зона на запад - 11 часа. 12 -тата часова зона се счита за начало на нов ден. По този начин, когато е включено Далеч на изтокзапочва нов ден, в Западното полукълбо предишният продължава.
През 2011 г. президентът на страната ни подписа федералния законотносно разпределението на девет часови зони на територията на Русия. Границите на тези зони се определят, като се вземат предвид границите на републиките, териториите и регионите. Руска федерация... В часовата зона има едно време. През същата 2011 г. преходът към зимно часово време беше отменен на територията на Русия.
От дълго време хората се интересуват защо нощта отстъпва на деня, зимата през пролетта, а лятото през есента. По -късно, когато се отговори на първите въпроси, учените започнаха да разглеждат Земята като обект по -подробно, опитвайки се да установят с каква скорост Земята се върти около Слънцето и около оста си.
Движение на Земята
Всичко небесни теласа в движение, Земята не прави изключение. Освен това той едновременно има аксиално движение и движение около Слънцето.
За да визуализираме движението на Земята, просто погледнете върха, който едновременно се върти около оста си и бързо се движи по пода. Ако това движение не съществуваше, Земята нямаше да бъде обитаема. Така че нашата планета без въртене около оста си би била постоянно обърната към Слънцето от една от страните си, на която температурата на въздуха ще достигне +100 градуса, а цялата налична вода в тази област ще се превърне в пара. От другата страна температурата ще бъде постоянно минус и цялата повърхност на тази част ще бъде покрита с лед.
Орбита на въртене
Въртенето около Слънцето следва определена траектория - орбита, която е установена поради привличането на Слънцето и скоростта на движение на нашата планета. Ако привличането беше няколко пъти по -силно или скоростта беше много по -ниска, тогава Земята падна в Слънцето. И ако привличането изчезнаили силно намалена, тогава планетата, задвижвана от своята центробежна сила, полетя тангенциално в космоса. Това би било като да завъртите предмет, вързан с въже над главата ви, и след това да го освободите рязко.Траекторията на движение на Земята има формата на елипса, а не на идеален кръг и разстоянието до звездата не е еднакво през цялата година. През януари планетата се доближава до най -близката до звездата точка - тя се нарича перихелий - и е на 147 милиона км от звездата. И през юли Земята се отдалечава от Слънцето с 152 милиона км, приближавайки се до точка, наречена афелий. Средното разстояние се приема като 150 милиона км.
Земята се движи в орбитата си от запад на изток, което съответства на посоката обратно на часовниковата стрелка.
1 оборот около центъра Слънчева системаЗемята се нуждае от 365 дни 5 часа 48 минути 46 секунди (1 астрономическа година). Но за удобство е обичайно да се броят 365 дни за календарна година, а останалото време се „натрупва“ и добавя по един ден към всеки високосна година.Орбиталното разстояние е 942 милиона км. Според изчисленията скоростта на Земята е 30 км в секунда или 107 000 км / ч. За хората тя остава невидима, тъй като всички хора и обекти се движат по един и същи начин в координатната система. И въпреки това е много голям. Например, най -бързата скорост на състезателен автомобил е 300 км / ч, което е 365 пъти по -бавно от скоростта на Земята в нейната орбита.
Стойността от 30 км / сек обаче не е постоянна поради факта, че орбитата е елипса. Скоростта на нашата планетапо време на цялото пътуване се колебае донякъде. Най -голямата разликасе достига при преминаване през точките перихелий и афелий и е 1 км / сек. Тоест предполагаемата скорост от 30 км / сек е средна.
Аксиално въртене
Земната ос е условна линия, която може да бъде изтеглена от север до Южен полюс... Той преминава под ъгъл 66 ° 33 спрямо равнината на нашата планета. Една революция се случва за 23 часа 56 минути и 4 секунди, като това време е обозначено със звездни дни.
Основният резултат от аксиалното въртене е смяната на деня и нощта на планетата. В допълнение, поради това движение:
- Земята е оформена с сплескани стълбове;
- движещи се в хоризонтална равнина тела (речен поток, вятър) са леко изместени (в Южното полукълбо - наляво, в Северното - надясно).
Включена аксиална скорост на движение различни сайтовезначително различно. Най -високата на екватора е 465 m / s или 1674 km / h, тя се нарича линейна. Такава скорост например в столицата на Еквадор. В районите северно или южно от екватора скоростта на въртене намалява. Например в Москва тя е почти 2 пъти по -ниска. Тези скорости се наричат ъглови, техният показател намалява с приближаването им към полюсите. При самите полюси скоростта е нулева, тоест полюсите са единствените части на планетата, които са неподвижни около оста.Разположението на оста под определен ъгъл определя промяната на сезоните. Намирайки се точно в тази позиция, различни областипланетите получават неравномерно количество топлина различно време... Ако нашата планета беше разположена строго вертикално спрямо Слънцето, тогава нямаше да има никакви сезони, тъй като е осветена от светило в през деня северните шириниполучава толкова топлина и светлина, колкото и южните ширини.
Аксиалното въртене се влияе от следните фактори:
- сезонни промени (валежи, атмосферно движение);
- приливни вълнисрещу посоката на аксиално движение.
Тези фактори забавят планетата, в резултат на което скоростта й намалява. Индикаторът за това намаление е много малък, само 1 секунда за 40 000 години, но за 1 милиард години дните са се удължили от 17 на 24 часа.
Движението на Земята продължава да се изучава и до днес.... Тези данни помагат да се съберат по -точни звездни карти, а също и да се определи връзката на това движение с естествени процесина нашата планета.
Земята постоянно се движи, върти се около слънцето и около собствената си ос. Това движение и постоянен наклон на земната ос (23,5 °) определят много от ефектите, които наблюдаваме като нормални явления: нощ и ден (поради въртенето на Земята около оста си), сезони (поради наклона на Земята ос) и различен климат в различни области... Глобусите могат да се въртят и оста им се накланя като оста на Земята (23,5 °), така че с помощта на земното кълбо е възможно да се проследи движението на Земята около оста си доста точно и с помощта на „Земята -Слънчева система е възможно да се проследи движението на Земята около Слънцето.
Въртене на Земята около оста си
Земята се върти около собствената си ос от запад на изток (обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от северния полюс). На Земята са необходими 23 часа, 56 минути и 4,09 секунди, за да завърши такава пълен завойоколо собствената си ос. Денят и нощта са причинени от въртенето на Земята. Ъгловата скорост на въртене на Земята около оста си или ъгълът, под който всяка точка на земната повърхност се върти, е еднаква. Това е 15 градуса за един час. Но линейната скорост на въртене навсякъде по екватора е приблизително 1669 километра в час (464 м / сек), като намалява до нула при полюсите. Например скоростта на въртене на географска ширина 30 ° е 1445 км / ч (400 м / сек).
Ние не забелязваме въртенето на Земята по простата причина, че паралелно и едновременно с нас всички обекти около нас се движат със същата скорост и няма "относителни" движения на обекти около нас. Ако например кораб върви равномерно, без ускорение и забавяне над морето при спокойно време без вълни по повърхността на водата, изобщо няма да усетим как се движи такъв кораб, ако сме в кабина без илюминатор, тъй като всички обекти в кабината ще се движат паралелно с нас и кораба.Движението на земята около слънцето
Докато Земята се върти около собствената си ос, тя също се върти около Слънцето от запад на изток обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от Северен полюс... На Земята е необходима една звездна година (около 365,2564 дни), за да завърши една пълна революция около Слънцето. Пътят, който Земята движи около Слънцето, се нарича земна орбита.и тази орбита не е идеално кръгла. Средното разстояние от Земята до Слънцето е около 150 милиона километра, като това разстояние се променя на 5 милиона километра, образувайки малък орбитален овал (елипса). Най -близката до Слънцето точка на орбитата на Земята се нарича Перихелий. Земята преминава през тази точка в началото на януари. Точката на най -отдалечената от Слънцето орбита на Земята се нарича Афелиос. Земята преминава през тази точка в началото на юли.
Тъй като нашата Земя се движи около Слънцето по елиптична траектория, скоростта по орбитата се променя. През юли скоростта е минимална (29,27 км / сек) и след преминаване на афелията (горната червена точка в анимацията) започва да се ускорява, а през януари скоростта е максимална (30,27 км / сек) и започва да се забавя след преминаване на перихелия (долна червена точка).
Докато Земята прави един оборот около Слънцето, тя изминава разстояние от 942 милиона километра за 365 дни, 6 часа, 9 минути и 9,5 секунди, тоест ние се втурваме със Земята около Слънцето със средна скорост от 30 км на секунда (или 107 460 км в час) и в същото време Земята се върти около собствената си ос за 24 часа веднъж (365 пъти в годината).
Всъщност, ако разглеждаме движението на Земята по -скрупульозно, то то е много по -сложно, тъй като Земята се влияе от различни фактори: въртенето на Луната около Земята, привличането на други планети и звезди.
