Planeta noastră este în continuă mișcare:
- rotație în jurul propriei axe, mișcare în jurul Soarelui;
- rotație cu Soarele în jurul centrului galaxiei noastre;
- mișcare față de centrul Grupului Local de galaxii și altele.
Mișcarea Pământului în jurul propriei axe
Rotația Pământului în jurul axei sale(Fig. 1). Axa Pământului este considerată o linie imaginară în jurul căreia se rotește. Această axă este deviată cu 23°27" de la perpendiculara pe planul ecliptic. Axa pământului se intersectează cu suprafața pământului în două puncte - polii - nord și sud. Când este privit din polul Nord, apoi Pământul se rotește în sens invers acelor de ceasornic sau, după cum se crede în mod obișnuit, de la vest la est. Planeta completează o revoluție completă în jurul axei sale într-o zi.
Orez. 1. Rotația Pământului în jurul axei sale
O zi este o unitate de timp. Există zile siderale și solare.
Zi siderale- aceasta este perioada de timp în care Pământul se va întoarce în jurul axei sale în raport cu stelele. Ele sunt egale cu 23 ore 56 minute 4 secunde.
Zi insorita- aceasta este perioada de timp în care Pământul se întoarce în jurul axei sale în raport cu Soarele.
Unghiul de rotație al planetei noastre în jurul axei sale este același la toate latitudinile. Într-o oră, fiecare punct de pe suprafața Pământului se mișcă cu 15° față de poziția inițială. Dar, în același timp, viteza de mișcare este invers proporțională cu latitudinea geografică: la ecuator este de 464 m/s, iar la o latitudine de 65° este de doar 195 m/s.
Rotația Pământului în jurul axei sale în 1851 a fost dovedită în experimentul său de J. Foucault. La Paris, în Panteon, un pendul era atârnat sub dom, iar sub el un cerc cu diviziuni. Cu fiecare mișcare ulterioară, pendulul a ajuns pe noi diviziuni. Acest lucru se poate întâmpla numai dacă suprafața Pământului de sub pendul se rotește. Poziția planului de balansare al pendulului la ecuator nu se schimbă, deoarece planul coincide cu meridianul. Rotația axială a Pământului are consecințe geografice importante.
Când Pământul se rotește, se întâmplă forța centrifugă cine joaca rol importantîn modelarea formei planetei și reduce forța gravitației.
O alta dintre cele mai importante consecinte rotatie axiala este formarea forței de rotire - Forțele Coriolis.În secolul 19 a fost calculat pentru prima dată de un om de știință francez în domeniul mecanicii G. Coriolis (1792-1843). Aceasta este una dintre forțele de inerție introduse pentru a lua în considerare influența rotației unui cadru de referință în mișcare asupra mișcării relative a unui punct material. Efectul său poate fi exprimat pe scurt după cum urmează: fiecare corp în mișcare din emisfera nordică este deviat la dreapta, iar în emisfera sudică - la stânga. La ecuator, forța Coriolis este zero (Fig. 3).
Orez. 3. Acțiunea forței Coriolis
Acțiunea forței Coriolis se extinde asupra multor fenomene ale anvelopei geografice. Efectul său de deviere este vizibil mai ales în direcția de mișcare a maselor de aer. Sub influența forței de deviere a rotației Pământului, vânturile de latitudini temperate ale ambelor emisfere primesc predominant direcția de vest, iar în latitudini tropicale - est. O manifestare similară a forței Coriolis se găsește în direcția mișcării apele oceanice. Asimetria văilor râurilor este, de asemenea, asociată cu această forță (malul drept este de obicei înalt în emisfera nordică, iar malul stâng în emisfera sudică).
Rotația Pământului în jurul axei sale duce, de asemenea, la mișcarea iluminării solare pe suprafața pământului de la est la vest, adică la schimbarea zilei și a nopții.
Schimbarea zilei și a nopții creează un ritm zilnic în natura vie și neînsuflețită. Ritmul circadian este strâns legat de lumină și conditii de temperatura. Sunt bine cunoscute variația zilnică a temperaturii, adierele de zi și de noapte etc.. Ritmurile circadiene apar și în natura vie - fotosinteza este posibilă numai în timpul zilei, majoritatea plantelor își deschid florile în ceasuri diferite; Unele animale sunt active ziua, altele noaptea. Viața umană curge și ea într-un ritm circadian.
O altă consecință a rotației Pământului în jurul axei sale este diferența de timp în diferite puncte de pe planeta noastră.
Din 1884, a fost adoptată zona de timp, adică întreaga suprafață a Pământului a fost împărțită în 24 de fusuri orare de 15° fiecare. In spate timp standard luați ora locală a meridianului mijlociu al fiecărei zone. Ora din fusurile orare vecine diferă cu o oră. Limitele centurilor sunt trasate ținând cont de limitele politice, administrative și economice.
Centura zero este considerată a fi centura Greenwich (numită după Observatorul Greenwich de lângă Londra), care se desfășoară pe ambele părți ale primul Meridian. Se ia în considerare timpul meridianului prim sau prim Timpul universal.
Meridianul 180° este considerat internațional linia de dată- o linie convențională pe suprafața globului, pe ambele părți ale cărei ore și minute coincid și date calendaristice diferă cu o zi.
Pentru mai mult utilizare raționalăîn vara zilei în 1930, ţara noastră a introdus timpul de maternitate, cu o oră înainte de fusul orar. Pentru a realiza acest lucru, acționările ceasului au fost deplasate înainte cu o oră. În acest sens, Moscova, fiind în al doilea fus orar, trăiește conform orei celui de-al treilea fus orar.
Din 1981, din aprilie până în octombrie, timpul a fost înaintat cu o oră. Acesta este așa-numitul ora de vara. Este introdus pentru a economisi energie. Vara, Moscova este cu două ore înaintea orei standard.
Ora fusului orar în care se află Moscova este Moscova.
Mișcarea Pământului în jurul Soarelui
Rotindu-se în jurul axei sale, Pământul se mișcă simultan în jurul Soarelui, înconjurând cerc în 365 de zile, 5 ore, 48 de minute și 46 de secunde. Această perioadă se numește an astronomic. Pentru comoditate, se crede că există 365 de zile într-un an, iar la fiecare patru ani, când 24 de ore din șase ore „se acumulează”, nu sunt 365, ci 366 de zile într-un an. Anul acesta se numește an bisect iar la februarie se adaugă o zi.
Se numește calea în spațiu de-a lungul căreia Pământul se mișcă în jurul Soarelui orbită(Fig. 4). Orbita Pământului este eliptică, deci distanța de la Pământ la Soare nu este constantă. Când Pământul este în periheliu(din greaca peri- aproape, aproape și helios- Soare) - punctul de orbită cel mai apropiat de Soare - pe 3 ianuarie, distanța este de 147 milioane km. În acest moment este iarnă în emisfera nordică. Cea mai mare distanță de la Soare în afeliu(din greaca aro- departe de și helios- Soare) - cea mai mare distanță față de Soare - 5 iulie. Este egal cu 152 milioane km. Este vară în emisfera nordică în acest moment.
Orez. 4. Mișcarea Pământului în jurul Soarelui
Mișcarea anuală a Pământului în jurul Soarelui este observată prin schimbarea continuă a poziției Soarelui pe cer - altitudinea de la amiază a Soarelui și poziția răsăritului și apusului acestuia se modifică, durata părților luminoase și întunecate ale ziua se schimba.
Când se deplasează pe orbită, direcția axei Pământului nu se schimbă; este întotdeauna îndreptată spre Steaua Polară.
Ca urmare a modificărilor distanței de la Pământ la Soare, precum și datorită înclinării axei Pământului față de planul mișcării sale în jurul Soarelui, o distribuție neuniformă a radiatie solara pe parcursul unui an. Așa are loc schimbarea anotimpurilor, care este caracteristică tuturor planetelor a căror axă de rotație este înclinată spre planul orbitei sale. (ecliptic) diferit de 90°. Viteza orbitală a planetei în emisfera nordică este mai mare în timp de iarna si mai putin vara. Prin urmare, semestrul de iarnă durează 179 de zile, iar semestrul de vară - 186 de zile.
Ca urmare a mișcării Pământului în jurul Soarelui și a înclinării axei Pământului față de planul orbitei sale cu 66,5°, planeta noastră experimentează nu numai o schimbare a anotimpurilor, ci și o schimbare a duratei zilei și a nopții.
Rotația Pământului în jurul Soarelui și schimbarea anotimpurilor pe Pământ sunt prezentate în Fig. 81 (echinocții și solstiții în conformitate cu anotimpurile din emisfera nordică).
Doar de două ori pe an - în zilele echinocțiului, lungimea zilei și a nopții pe Pământ este aproape aceeași.
Echinocţiu- momentul de timp în care centrul Soarelui, în timpul mișcării sale anuale aparente de-a lungul eclipticii, se intersectează ecuatorul ceresc. Există echinocții de primăvară și toamnă.
Înclinarea axei de rotație a Pământului în jurul Soarelui în zilele echinocțiului 20-21 martie și 22-23 septembrie se dovedește a fi neutră în raport cu Soarele, iar părțile planetei care se confruntă cu acesta sunt iluminate uniform de la pol la stâlp (Fig. 5). Razele soarelui cad vertical la ecuator.
Cea mai lungă zi și cea mai scurtă noapte au loc în solstițiul de vară.
Orez. 5. Iluminarea Pământului de către Soare în zilele echinocțiului
Solstițiul- momentul în care centrul Soarelui trece de punctele eclipticii cele mai îndepărtate de ecuator (punctele de solstițiu). Există solstiții de vară și de iarnă.
În ziua solstițiului de vară, 21-22 iunie, Pământul ocupă o poziție în care capătul nordic al axei sale este înclinat spre Soare. Și razele cad vertical nu pe ecuator, ci pe tropicul nordic, a cărui latitudine este de 23°27". Nu numai regiunile polare sunt iluminate non-stop, ci și spațiul dincolo de ele până la o latitudine de 66°. 33" (Cercul Arctic). În emisfera sudică în acest moment, este iluminată doar acea parte a acesteia care se află între ecuator și Cercul Arctic sudic (66°33"). Dincolo de aceasta, suprafața pământului nu este iluminată în această zi.
Într-o zi solstitiul de iarna Pe 21-22 decembrie, totul se întâmplă invers (Fig. 6). Razele soarelui cad deja vertical pe tropicele sudice. Zonele care sunt iluminate în emisfera sudică nu se află doar între ecuator și tropice, ci și în jurul Polului Sud. Această situație continuă până în ziua de azi echinocțiu de primăvară.
Orez. 6. Iluminarea Pământului la solstițiul de iarnă
Pe două paralele ale Pământului în zilele solstițiului, Soarele la amiază se află direct deasupra capului observatorului, adică la zenit. Se numesc astfel de paralele tropicele.În Tropicul de Nord (23° N) Soarele este la zenit pe 22 iunie, în Tropicul de Sud (23° S) - pe 22 decembrie.
La ecuator, ziua este întotdeauna egală cu noaptea. Unghiul de incidență al razelor solare pe suprafața pământului și lungimea zilei acolo se modifică puțin, astfel încât schimbarea anotimpurilor nu este pronunțată.
Cercuri polare remarcabile prin faptul că sunt granițele zonelor în care există zile și nopți polare.
Zi polară- perioada în care Soarele nu cade sub orizont. Cu cât polul este mai departe de Cercul Arctic, cu atât ziua polară este mai lungă. La latitudinea Cercului Arctic (66,5°) durează doar o zi, iar la pol - 189 de zile. În emisfera nordică, la latitudinea Cercului polar, ziua polară este observată pe 22 iunie, ziua solstițiului de vară, iar în emisfera sudică, la latitudinea Cercului polar, pe 22 decembrie.
noapte polară durează de la o zi la latitudinea Cercului polar până la 176 de zile la poli. În timpul nopții polare, Soarele nu apare deasupra orizontului. În emisfera nordică, la latitudinea Cercului polar, acest fenomen este observat pe 22 decembrie.
Este imposibil să nu observăm acest lucru fenomen miraculos natura, ca nopțile albe. Nopti Albe- sunt nopți luminoase la începutul verii, când zorii serii converg cu dimineața și amurgul durează toată noaptea. Ele sunt observate în ambele emisfere la latitudini care depășesc 60°, când centrul Soarelui la miezul nopții coboară sub orizont cu cel mult 7°. În Sankt Petersburg (aproximativ 60° N) nopțile albe durează din 11 iunie până în 2 iulie, în Arhangelsk (64° N) - din 13 mai până în 30 iulie.
Ritmul sezonier în legătură cu mișcarea anuală afectează în primul rând iluminarea suprafeței pământului. În funcție de schimbarea înălțimii Soarelui deasupra orizontului de pe Pământ, există cinci zone de iluminat. Zona fierbinte se află între tropicele de nord și de sud (Tropicul Racului și Tropicul Capricornului), ocupă 40% din suprafața pământului și diferă cel mai mare număr căldură venită de la Soare. Între tropice și cercurile polare din emisfera sudică și nordică există zone de lumină moderată. Anotimpurile anului sunt deja exprimate aici: cu cât mai departe de tropice, cu atât vara este mai scurtă și mai răcoroasă, cu atât mai lungă și iarna mai rece. Zonele polare din emisfera nordică și sudică sunt limitate de cercurile polare. Aici, înălțimea Soarelui deasupra orizontului este scăzută pe tot parcursul anului, astfel încât cantitatea de căldură solară este minimă. Zonele polare sunt caracterizate de zile și nopți polare.
Nu numai schimbarea anotimpurilor și neuniformitatea asociată a iluminării suprafeței pământului de-a lungul latitudinilor depind de mișcarea anuală a Pământului în jurul Soarelui, ci și de o parte semnificativă a proceselor din plicul geografic: schimbări sezoniere ale vremii, regimul râurilor și al lacurilor, ritmul vieții plantelor și animalelor, tipurile și calendarul lucrărilor agricole.
Calendar.Calendar- un sistem de calcul al perioadelor lungi de timp. Acest sistem se bazează pe fenomene naturale periodice asociate cu mișcarea corpurilor cerești. Calendarul folosește fenomene astronomice - schimbarea anotimpurilor, ziua și noaptea, schimbarea fazele lunare. Primul calendar a fost egiptean, creat în secolul al IV-lea. î.Hr e. La 1 ianuarie 45, Iulius Caesar l-a prezentat calendarul iulian, care este încă folosit de rusi biserică ortodoxă. Datorită faptului că lungimea anului iulian este cu 11 minute și 14 secunde mai mare decât cea astronomică, până în secolul al XVI-lea. o „eroare” de 10 zile acumulată - ziua echinocțiului de primăvară nu a avut loc pe 21 martie, ci pe 11 martie. Această eroare a fost corectată în 1582 prin decretul Papei Grigore al XIII-lea. Numărătoarea zilelor a fost avansată cu 10 zile, iar ziua de după 4 octombrie a fost prescrisă să fie considerată vineri, dar nu 5 octombrie, ci 15 octombrie. Echinocțiul de primăvară a fost din nou returnat la 21 martie, iar calendarul a început să fie numit calendar gregorian. A fost introdus în Rusia în 1918. Cu toate acestea, are și o serie de dezavantaje: lungimea inegală a lunilor (28, 29, 30, 31 de zile), inegalitatea de trimestre (90, 91, 92 de zile), inconsecvența numărului de luni după zi a săptămânii.
Mișcarea în jurul unei axe de rotație este unul dintre tipurile comune de mișcare a obiectelor în natură. În acest articol vom lua în considerare acest tip de mișcare din punct de vedere al dinamicii și cinematicii. De asemenea, prezentăm formule care conectează principalul mărimi fizice.
Despre ce fel de mișcare vorbim?
În sensul literal, vom vorbi despre mișcarea corpurilor într-un cerc, adică despre rotația lor. Un exemplu izbitor o astfel de mișcare este rotirea roții unei mașini sau biciclete în timpul deplasării vehicul. Rotire în jurul axei sale de către un patinator artistic care execută piruete complexe pe gheață. Sau rotația planetei noastre în jurul Soarelui și în jurul propriei axe, înclinată față de planul ecliptic.
După cum puteți vedea, un element important al tipului de mișcare luat în considerare este axa de rotație. Fiecare punct al unui corp de formă arbitrară face mișcări circulare în jurul lui. Distanța de la un punct la o axă se numește rază de rotație. Multe proprietăți ale întregului sistem mecanic, de exemplu momentul de inerție, viteza liniară și altele.
Dacă motivul mișcării de translație liniară a corpurilor în spațiu este forța care acționează asupra lor forta externa, atunci cauza mișcării în jurul axei de rotație este un moment extern al forței. Această mărime este descrisă ca produsul vectorial al forței aplicate F¯ și vectorul distanței de la punctul de aplicare a acesteia la axa r¯, adică:
Acțiunea momentului M¯ duce la apariție accelerație unghiularăα¯ în sistem. Ambele mărimi sunt legate între ele printr-un anumit coeficient I prin următoarea egalitate:
Mărimea I se numește momentul de inerție. Depinde atât de forma corpului, cât și de distribuția masei în interiorul acestuia și de distanța până la axa de rotație. Pentru un punct material se calculează prin formula:
Dacă cel extern este zero, atunci sistemul își păstrează momentul unghiular L¯. Aceasta este o altă mărime vectorială, care, conform definiției, este egală cu:
Aici p¯ este un impuls liniar.
Legea conservării cuplului L¯ se scrie de obicei sub următoarea formă:
Unde ω este viteza unghiulară. Acesta va fi discutat în continuare în articol.
Cinematica rotației
Spre deosebire de dinamică, această ramură a fizicii are în vedere exclusiv cantități practice importante asociate cu modificările în timp ale poziției corpurilor în spațiu. Adică, obiectele de studiu ale cinematicii rotației sunt vitezele, accelerațiile și unghiurile de rotație.
Mai întâi, să introducem viteza unghiulară. Este înțeles ca unghiul prin care un corp se rotește pe unitatea de timp. Formula pentru viteza unghiulară instantanee este:
Dacă la intervale egale de timp un corp face întoarceri unghiuri egale, atunci rotația se numește uniformă. Formula pentru viteza unghiulară medie este valabilă pentru aceasta:
ω se măsoară în radiani pe secundă, care în sistemul SI corespunde secundelor reciproce (s -1).
În cazul rotației neuniforme se folosește conceptul de accelerație unghiulară α. Determină rata de schimbare în timp a valorii ω, adică:
α = dω/dt = d 2 θ/dt 2
α se măsoară în radiani pe secundă pătrată (în SI - s -2).
Dacă corpul sa rotit inițial uniform cu o viteză ω 0, apoi a început să-și mărească viteza cu accelerație constantăα, atunci o astfel de mișcare poate fi descrisă următoarea formulă:
θ = ω 0 *t + α*t 2 /2
Această egalitate se obține prin integrarea ecuațiilor vitezei unghiulare în timp. Formula pentru θ vă permite să calculați numărul de rotații pe care sistemul le va face în jurul axei de rotație în timpul t.
Viteze liniare și unghiulare
Ambele viteze sunt legate între ele. Când vorbesc despre viteza de rotație în jurul unei axe, pot însemna atât caracteristici liniare, cât și unghiulare.
Să presupunem că unii punct material se rotește în jurul unei axe la distanța r cu o viteză ω. Atunci viteza sa liniară v va fi egală cu:
Diferența dintre viteza liniară și cea unghiulară este semnificativă. Astfel, la rotație uniformă, ω nu depinde de distanța față de axă, dar valoarea lui v crește liniar odată cu creșterea lui r. Acest din urmă fapt explică de ce, pe măsură ce raza de rotație crește, este mai dificil să ții corpul pe o cale circulară (viteza sa liniară și, în consecință, forțele inerțiale cresc).
Sarcina de a calcula viteza de rotație în jurul axei Pământului
Toată lumea știe că planeta noastră din sistemul solar suferă două tipuri de mișcare de rotație:
- în jurul axei sale;
- în jurul stelei.
Să calculăm vitezele ω și v pentru prima dintre ele.
Viteză unghiulară nu este greu de determinat. Pentru a face acest lucru, amintiți-vă că planeta completează o rotație completă egală cu 2*pi radiani în 24 de ore ( valoare exacta 23 h 56 min. 4,1 secunde). Atunci valoarea lui ω va fi egală cu:
ω = 2*pi/(24*3600) = 7,27*10 -5 rad/s
Valoarea calculată este mică. Să arătăm acum cât valoare absolutăω este diferit de cel pentru v.
Să calculăm viteza liniară v pentru punctele situate pe suprafața planetei la latitudinea ecuatorului. Deoarece Pământul este o minge aplatizată, raza ecuatorială este puțin mai mare decât cea polară. Este 6378 km. Folosind formula pentru conectarea a două viteze, obținem:
v = ω*r = 7,27*10 -5 *6378000 ≈ 464 m/s
Viteza rezultată este de 1670 km/h, ceea ce este mai mare decât viteza sunetului în aer (1235 km/h).
Rotația Pământului în jurul axei sale duce la apariția așa-numitei forțe Coriolis, care ar trebui luată în considerare atunci când zbori. rachete balistice. De asemenea, este cauza multor fenomene atmosferice, precum abaterea alizeelor spre vest.
Pământul este mereu în mișcare. Deși se pare că stăm nemișcați pe suprafața planetei, aceasta se rotește continuu în jurul axei sale și al Soarelui. Această mișcare nu este simțită de noi, deoarece seamănă cu zborul într-un avion. Ne deplasăm cu aceeași viteză ca și avionul, așa că nu simțim deloc că ne mișcăm.
Cu ce viteză se rotește Pământul în jurul axei sale?
Pământul se rotește o dată pe axa sa în aproape 24 de ore (mai precis, în 23 ore 56 minute 4,09 secunde sau 23,93 ore). Deoarece circumferința Pământului este de 40.075 km, orice obiect de la ecuator se rotește cu o viteză de aproximativ 1.674 km pe oră sau cu aproximativ 465 de metri (0,465 km) pe secundă. (40075 km împărțiți la 23,93 ore și obținem 1674 km pe oră).
La (90 de grade latitudine nordică) și (90 de grade latitudine sudică), viteza este efectiv zero deoarece punctele polilor se rotesc cu o viteză foarte mică.
Pentru a determina viteza la orice altă latitudine, pur și simplu înmulțiți cosinusul latitudinii cu viteza de rotație a planetei la ecuator (1674 km pe oră). Cosinusul de 45 de grade este 0,7071, deci înmulțiți 0,7071 cu 1674 km pe oră și obțineți 1183,7 km pe oră.
Cosinusul latitudinii necesare poate fi determinat cu ușurință utilizând un calculator sau analizat în tabelul cosinus.
Viteza de rotație a Pământului pentru alte latitudini:
- 10 grade: 0,9848×1674=1648,6 km pe oră;
- 20 de grade: 0,9397×1674=1573,1 km pe oră;
- 30 de grade: 0,866×1674=1449,7 km pe oră;
- 40 de grade: 0,766×1674=1282,3 km pe oră;
- 50 de grade: 0,6428×1674=1076,0 km pe oră;
- 60 de grade: 0,5×1674=837,0 km pe oră;
- 70 de grade: 0,342×1674=572,5 km pe oră;
- 80 de grade: 0,1736×1674=290,6 km pe oră.
Frânare ciclică
Totul este ciclic, chiar și viteza de rotație a planetei noastre, pe care geofizicienii o pot măsura cu precizie de milisecunde. Rotația Pământului are de obicei cicluri de cinci ani de decelerare și accelerare și Anul trecut Ciclul de încetinire este adesea asociat cu o creștere a cutremurelor din întreaga lume.
Deoarece 2018 este ultimul din ciclul de încetinire, oamenii de știință se așteaptă la creștere în acest an activitate seismică. Corelația nu este cauzalitate, dar geologii caută mereu instrumente pentru a încerca să prezică când va avea loc următorul cutremur mare.
Oscilații ale axei pământului
Pământul se rotește ușor pe măsură ce axa sa se deplasează spre poli. S-a observat că deriva axei Pământului se accelerează din 2000, deplasându-se spre est cu o rată de 17 cm pe an. Oamenii de știință au stabilit că axa se mișcă în continuare spre est, în loc să se miște înainte și înapoi, din cauza efectului combinat al topirii Groenlandei și , precum și a pierderii de apă în Eurasia.
Deriva axială este de așteptat să fie deosebit de sensibilă la schimbările care apar la 45 de grade latitudine nordică și sudică. Această descoperire a făcut ca oamenii de știință să poată, în sfârșit, să răspundă la întrebarea de lungă durată de ce axa derivă în primul rând. Oscilația axei spre est sau vest a fost cauzată de anii secetoși sau umezi din Eurasia.
Cu ce viteză se mișcă Pământul în jurul Soarelui?
Pe lângă viteza de rotație a Pământului pe axa sa, planeta noastră orbitează și Soarele cu o viteză de aproximativ 108.000 km pe oră (sau aproximativ 30 km pe secundă) și își finalizează orbita în jurul Soarelui în 365.256 de zile.
Abia în secolul al XVI-lea oamenii și-au dat seama că Soarele este centrul nostru sistem solarși că Pământul se mișcă în jurul lui și nu este centrul fix al Universului.
Cu toții suntem locuitori ai celei mai frumoase planete din Univers, este numită „albastru” din cauza abundenței apei. Există doar unul de acest fel în sistemul solar, dar toate lucrurile bune se termină mai devreme sau mai târziu. Te-ai întrebat vreodată dacă Pământul s-ar opri din mișcare, ce s-ar întâmpla? Vom încerca să găsim un răspuns la această întrebare în acest articol.
Toată lumea știe din timpul școlii că pământul nostru are forma unei mingi și se rotește în jurul axei sale. De asemenea, se află în mișcare continuă în jurul sursei noastre de căldură și lumină, Soarele. Dar care este motivul rotației Pământului?
Toate aceste întrebări sunt destul de interesante; probabil, fiecare locuitor al planetei noastre și-a pus asta cel puțin o dată în viață. Curs școlar ne oferă puține informații de acest fel. De exemplu, toată lumea știe că, ca urmare a mișcării Pământului, experimentăm o schimbare a zilei și a nopții, menținând temperatura aerului care ne este familiară tuturor. Dar toate acestea nu sunt suficiente, pentru că acest proces nu se limitează la asta.
Rotație în jurul Soarelui
Deci, ne-am dat seama că planeta noastră este mereu în mișcare, dar de ce și cu ce viteză se rotește Pământul? Este important de știut că toate planetele din sistemul solar se rotesc cu o anumită viteză și toate în aceeași direcție. Coincidență? Desigur că nu!
Cu mult înainte de apariția omului, planeta noastră s-a format; ea a apărut într-un nor de hidrogen. După aceasta a avut loc un șoc puternic, în urma căruia norul a început să se rotească. Pentru a răspunde la întrebarea „de ce”, amintiți-vă că fiecare particulă care trece printr-un vid are propria sa inerție și toate particulele o echilibrează.
Astfel, întregul sistem solar se rotește din ce în ce mai repede. Din aceasta s-a format Soarele nostru și apoi toate celelalte planete și au moștenit aceleași mișcări de la luminare.
Rotații în jurul propriei axe
Această întrebare îi interesează pe oamenii de știință și acum; există multe ipoteze, dar o vom prezenta pe cea mai plauzibilă.
Deci, în paragraful anterior am spus deja că întregul sistem solar s-a format dintr-o acumulare de „gunoi”, care s-a acumulat ca urmare a faptului că tânărul Soare la atrăgea la acea vreme. În ciuda faptului că cea mai mare parte a masei sale a mers către Soarele nostru, planetele s-au format totuși în jurul lui. Inițial, nu aveau forma cu care suntem obișnuiți.
Uneori, când se ciocneau cu obiecte, acestea erau distruse, dar aveau capacitatea de a atrage particule mai mici și, astfel, își câștigau masa. Mai mulți factori au determinat rotirea planetei noastre:
- Timp.
- Vânt.
- Asimetrie.
Și aceasta din urmă nu este o greșeală, atunci Pământul semăna cu forma unui bulgăre de zăpadă făcut de un copil mic. Forma neregulată a făcut planeta să fie instabilă, a fost expusă vântului și radiațiilor de la Soare. Cu toate acestea, a ieșit dintr-o poziție dezechilibrată și a început să se învârtească, împinsă de aceiași factori. Pe scurt, planeta noastră nu se mișcă singură, ci a fost împinsă cu multe miliarde de ani în urmă. Nu am specificat cât de repede se rotește Pământul. Ea este mereu în mișcare. Și în aproape douăzeci și patru de ore face o revoluție completă în jurul axei sale. Această mișcare se numește diurnă. Viteza de rotație nu este aceeași peste tot. Deci, la ecuator, este de aproximativ 1670 de kilometri pe oră, iar polii nord și sud ar putea rămâne pe loc.
Dar, pe lângă aceasta, planeta noastră se mișcă și pe o traiectorie diferită. O revoluție completă a Pământului în jurul Soarelui durează trei sute șaizeci și cinci de zile și cinci ore. Asta explică ceea ce există an bisect, adică mai este o zi în ea.
Este posibil să te oprești?
Dacă Pământul se oprește, ce se va întâmpla? Să începem cu faptul că oprirea poate fi luată în considerare atât în jurul axei sale, cât și în jurul Soarelui. Vom analiza mai detaliat toate opțiunile. În acest capitol vom discuta câteva puncte generale, și este chiar posibil?
Dacă luăm în considerare o oprire bruscă a rotației Pământului în jurul axei sale, atunci acest lucru este practic nerealist. Acest lucru poate rezulta doar dintr-o coliziune cu un obiect mare. Să clarificăm imediat că nu va mai avea nicio diferență dacă planeta se rotește sau a ieșit complet din orbita sa, deoarece o oprire poate fi cauzată de astfel de obiect mare că Pământul pur și simplu nu poate rezista unei asemenea lovituri.
Dacă Pământul se oprește, ce se va întâmpla? Dacă o oprire bruscă este practic imposibilă, atunci frânarea lentă este destul de posibilă. Deși nu se simte, planeta noastră încetinește deja treptat.
Dacă vorbim despre zborul în jurul Soarelui, atunci oprirea planetei în acest caz este ceva în afara domeniului science fiction-ului. Dar vom elimina toate probabilitățile și vom presupune că acest lucru s-a întâmplat. Vă invităm să examinați fiecare caz separat.
Oprire bruscă
Deși această opțiune este ipotetic imposibilă, totuși o vom presupune. Dacă Pământul se oprește, ce se va întâmpla? Viteza planetei noastre este atât de mare încât o oprire bruscă din orice motiv va distruge pur și simplu tot ce este pe ea.
Pentru început, în ce direcție se rotește Pământul? De la vest la est cu o viteză de peste cinci sute de metri pe secundă. Din aceasta putem presupune că tot ceea ce se mișcă pe planetă va continua să se miște cu o viteză de peste 1,5 mii de kilometri pe oră. Vântul, care va sufla cu aceeași viteză, va provoca un tsunami puternic. Pe o emisferă vor fi șase luni pe zi, apoi cei care nu ard cea mai ridicată temperatură, va termina șase luni îngheț puternic si nopti. Dacă mai sunt supraviețuitori după asta? Vor fi distruși de radiații. În plus, după ce Pământul se oprește, nucleul nostru va mai face câteva revoluții, iar vulcanii vor erupe în locuri unde nu au fost găsiți până acum.
Nici atmosfera nu își va opri instantaneu mișcarea, adică va bate vânt cu o viteză de 500 de metri pe secundă. În plus, este posibilă pierderea parțială a atmosferei.
Această versiune a dezastrului este cel mai bun rezultat pentru umanitate, deoarece totul se va întâmpla atât de repede încât nicio persoană nu va avea pur și simplu timp să-și revină în fire sau să înțeleagă ce se întâmplă. Deoarece rezultatul cel mai probabil este explozia planetei. Un alt lucru este oprirea lentă și treptată a planetei.
Primul lucru care vine în minte pentru mulți este ziua veșnică pe de o parte și noaptea veșnică pe de altă parte, dar acest lucru de fapt nu este foarte o problema mare, comparativ cu celelalte.
Oprire lină
Planeta noastră își încetinește rotația, oamenii de știință spun că oamenii nu o vor vedea oprindu-se complet, deoarece se va întâmpla peste miliarde de ani și cu mult înainte de asta Soarele va crește în volum și va arde pur și simplu Pământul. Dar, cu toate acestea, vom simula o situație de stop în viitorul previzibil. Pentru început, să ne uităm la întrebarea: de ce are loc oprirea lentă?
Anterior, o zi pe planeta noastră dura aproximativ șase ore, iar acest factor impact puternic redă Luna. Dar cum? Face ca apa să vibreze cu forța sa de atracție, iar în urma acestui proces are loc o oprire lentă.
S-a mai întâmplat
Noaptea veșnică sau ziua veșnică ne așteaptă într-una dintre emisfere, dar aceasta nu este cea mai mare problemă în comparație cu redistribuirea pământului și oceanului, ceea ce va duce la distrugere în masă toate vietuitoarele.
Acolo unde este soare, toate plantele se vor stinge treptat, iar solul va crăpa din cauza secetei, dar cealaltă parte este tundra înzăpezită. Zona cea mai potrivită pentru locuire va fi între ele, unde va fi un veșnic răsărit sau apus. Cu toate acestea, aceste teritorii vor fi destul de mici. Terenul va fi situat doar la ecuator. Polul Nord și Polul Sud vor fi două oceane mari.
Nu face excepție faptul că o persoană va trebui să se adapteze la viața în pământ, iar pentru a merge pe suprafață va avea nevoie de costume spațiale.
Nicio mișcare în jurul soarelui
Acest scenariu este simplu, tot ce era pe partea din față va zbura în spațiul liber al spațiului, deoarece planeta noastră se mișcă cu o viteză foarte mare, în timp ce altele vor primi o lovitură la fel de puternică la sol.
Chiar dacă Pământul își încetinește treptat mișcarea, în cele din urmă va cădea în Soare, iar întregul proces va dura șaizeci și cinci de zile, dar nimeni nu va trăi pentru a o vedea pe ultima, deoarece temperatura va fi de aproximativ trei mii de grade Celsius. . Dacă credeți în calculele oamenilor de știință, atunci într-o lună temperatura de pe planeta noastră va ajunge la 50 de grade.
Acest scenariu este practic nerealist, dar absorbția Pământului de către Soare este un fapt care nu poate fi evitat, dar omenirea nu va putea vedea această zi.
Pământul a căzut din orbită
Aceasta este cea mai fantastică opțiune. Nu, nu vom pleca într-o călătorie prin spațiu, pentru că există legile fizicii. Dacă cel puțin o planetă din sistemul solar iese din orbită, va aduce haos în mișcarea tuturor celorlalte și, în cele din urmă, va cădea în „labele” Soarelui, care o va absorbi, atrăgând-o cu masa sa.
Ca și alte planete ale sistemului solar, face 2 mișcări principale: în jurul propriei axe și în jurul Soarelui. Din cele mai vechi timpuri, pe aceste două mișcări regulate s-au bazat calculele timpului și capacitatea de a compila calendare.
O zi este timpul de rotație în jurul propriei axe. Un an este o revoluție în jurul Soarelui. Împărțirea în luni este, de asemenea, în legătură directă cu fenomenele astronomice - durata lor este legată de fazele Lunii.
Rotația Pământului în jurul propriei axe
Planeta noastră se rotește în jurul propriei axe de la vest la est, adică în sens invers acelor de ceasornic (când este privită de la Polul Nord). O axă este o linie dreaptă virtuală care se intersectează Pământîn zona de Nord și polul Sud, adică stâlpii au o poziţie fixă şi nu participă la mișcare de rotație, în timp ce toate celelalte puncte de localizare de pe suprafața pământului se rotesc, iar viteza de rotație nu este identică și depinde de poziția lor față de ecuator - cu cât este mai aproape de ecuator, cu atât viteza de rotație este mai mare.
De exemplu, în regiunea italiană viteza de rotație este de aproximativ 1200 km/h. Consecințele rotației Pământului în jurul axei sale sunt schimbarea zilei și a nopții și mișcarea aparentă a sferei cerești.
Într-adevăr, se pare că stelele și altele corpuri cerești cerul nopții se mișcă în direcția opusă mișcării noastre cu planeta (adică de la est la vest).
Se pare că stelele sunt în jurul Stelei Polare, care este situată pe o linie imaginară - o continuare a axei pământului în direcția nordică. Mișcarea stelelor nu este dovada că Pământul se rotește în jurul axei sale, deoarece această mișcare ar putea fi o consecință a rotației sferei cerești, dacă presupunem că planeta ocupă o poziție fixă, nemișcată în spațiu.
Pendul Foucault
Dovada incontestabilă că Pământul se rotește pe propria sa axă a fost prezentată în 1851 de Foucault, care a condus celebrul experiment cu un pendul.
Să ne imaginăm că, fiind la Polul Nord, punem un pendul în mișcare oscilatorie. Forța externă care acționează asupra pendulului este gravitația, dar nu afectează schimbarea direcției oscilațiilor. Dacă pregătim un pendul virtual care lasă urme la suprafață, ne putem asigura că după ceva timp semnele se vor mișca în sensul acelor de ceasornic.
Această rotație poate fi asociată cu doi factori: fie cu rotația planului pe care pendulul face mișcări oscilatorii, fie cu rotația întregii suprafețe.
Prima ipoteză poate fi respinsă, ținând cont de faptul că pe pendul nu există forțe care să poată modifica planul mișcărilor oscilatorii. Rezultă că Pământul este cel care se rotește și face mișcări în jurul propriei axe. Acest experiment a fost realizat la Paris de Foucault, el a folosit un pendul imens sub forma unei sfere de bronz care cântărește aproximativ 30 kg, suspendată de un cablu de 67 de metri. Punctul de plecare al mișcărilor oscilatorii a fost înregistrat pe suprafața podelei Panteonului.
Deci, Pământul este cel care se rotește, și nu sfera cerească. Oamenii care observă cerul de pe planeta noastră înregistrează mișcarea atât a Soarelui, cât și a planetelor, adică. Toate obiectele din Univers se mișcă.
Criteriul de timp – ziua
O zi este perioada de timp în care Pământul face o revoluție completă în jurul propriei axe. Există două definiții ale conceptului „zi”. O „zi solară” este o perioadă de timp de rotație a Pământului, în care . Un alt concept - „zi sideral” - implică un punct de plecare diferit - orice stea. Durata celor două tipuri de zile nu este identică. Durata unei zile siderale este de 23 ore 56 minute și 4 secunde, în timp ce durata unei zile solare este de 24 de ore.
Diferitele durate se datorează faptului că Pământul, rotindu-se în jurul propriei axe, face și rotație orbitalăîn jurul Soarelui.
În principiu, durata unei zile solare (deși se consideră că este de 24 de ore) nu este o valoare constantă. Acest lucru se datorează faptului că mișcarea orbitală a Pământului are loc cu o viteză variabilă. Când Pământul este mai aproape de Soare, viteza sa orbitală este mai mare; pe măsură ce se îndepărtează de Soare, viteza scade. În acest sens, a fost introdus un astfel de concept precum „zi solară medie”, și anume durata sa este de 24 de ore.
Orbitează în jurul Soarelui cu o viteză de 107.000 km/h
Viteza de revoluție a Pământului în jurul Soarelui este a doua mișcare principală a planetei noastre. Pământul se mișcă pe o orbită eliptică, adică. orbita are forma unei elipse. Când se află în imediata apropiere a Pământului și cade în umbra lui, apar eclipse. Distanța medie dintre Pământ și Soare este de aproximativ 150 de milioane de kilometri. Astronomia folosește o unitate pentru a măsura distanțe în interiorul sistemului solar; se numește „unitate astronomică” (AU).
Viteza cu care Pământul se mișcă pe orbită este de aproximativ 107.000 km/h.
Unghiul format de axa pământului și planul elipsei este de aproximativ 66°33’, aceasta este o valoare constantă.
Dacă observi Soarele de pe Pământ, ai impresia că este Soarele care se mișcă pe cer pe tot parcursul anului, trecând prin stelele și stelele care alcătuiesc Zodiacul. De fapt, Soarele trece și prin constelația Ophiuchus, dar nu aparține cercului zodiacal.
