Rotația zilnică a Pământului- rotația Pământului în jurul axei sale cu o perioadă de o zi siderale, a cărei manifestare observată este rotatie diurna sfera celestiala. Rotația Pământului este de la vest la est. Când este privit din Steaua Polară sau Polul Nord al Eclipticii, rotația Pământului are loc în sens invers acelor de ceasornic.

YouTube enciclopedic

• 1 / 5

  V = (R e R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 4 t g 2 φ) ω (\displaystyle v=\left((\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 )))\dreapta)\omega ), Unde R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - raza ecuatorială, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - raza polară.

  • O aeronavă care zboară cu această viteză de la est la vest (la o altitudine de 12 km: 936 km/h la latitudinea Moscovei, 837 km/h la latitudinea Sankt Petersburg) va fi în repaus în cadrul de referință inerțial .
  • Suprapunerea rotației Pământului în jurul axei sale cu o perioadă de o zi sideală și în jurul Soarelui cu o perioadă de un an duce la o inegalitate a zilelor solare și siderale: lungimea zilei solare medii este exact de 24 de ore, care este cu 3 minute și 56 de secunde mai lung decât ziua siderale.

  Sensul fizic și confirmarea experimentală

  Semnificația fizică a rotației Pământului în jurul axei sale

  Deoarece orice mișcare este relativă, este necesar să se indice un cadru de referință specific, în raport cu care se studiază mișcarea unui corp. Când se spune că pământul se rotește în jurul unei axe imaginare, înseamnă că face mișcare de rotație relativ la orice referință inerțială cadru , iar perioada acestei rotații este egală cu zilele siderale - perioada unei revoluții complete a Pământului (sfera cerească) în raport cu sfera cerească (Pământ).

  Toate dovezile experimentale ale rotației Pământului în jurul axei sale se reduc la dovada că cadrul de referință asociat Pământului este un cadru de referință non-inerțial de un tip special - un cadru de referință care efectuează mișcare de rotație în raport cu inerția. cadre de referință.

  Spre deosebire de mișcarea inerțială (adică mișcarea rectilinie uniformă în raport cu cadrele de referință inerțiale), pentru a detecta mișcarea neinerțială a unui laborator închis, nu este necesar să se facă observații peste corpuri externe, - o astfel de mișcare este detectată cu ajutorul experimentelor locale (adică experimente efectuate în interiorul acestui laborator). În acest sens al cuvântului, mișcarea neinerțială, inclusiv rotația Pământului în jurul axei sale, poate fi numită absolută.

  Forțele de inerție

  Efectele forței centrifuge

  Dependenta de acceleratie cădere liberă de la latitudinea geografică. Experimentele arată că accelerația căderea liberă depinde de latitudinea geografică: cu cât este mai aproape de pol, cu atât este mai mare. Acest lucru se explică prin acțiune forța centrifugă. În primul rând, punctele de pe suprafața pământului situate la latitudini mai mari sunt mai aproape de axele de rotație si, in consecinta, la apropierea de stalp, distanta r (\displaystyle r) scade de la axa de rotatie, ajungand la zero la pol. În al doilea rând, odată cu creșterea latitudinii, unghiul dintre vectorul forței centrifuge și planul orizontului scade, ceea ce duce la o scădere a componentei verticale a forței centrifuge.

  Acest fenomen a fost descoperit în 1672, când astronomul francez Jean Richet, aflat într-o expediție în Africa, a descoperit că în apropierea ecuatorului ceas cu pendul mergi mai încet decât la Paris. Newton a explicat curând acest lucru spunând că perioada unui pendul este invers proporțională cu rădăcină pătrată din accelerația datorată gravitației, care scade la ecuator datorită acțiunii forței centrifuge.

  Aplatizarea Pământului. Influența forței centrifuge duce la aplatizarea Pământului la poli. Acest fenomen a fost prezis de Huygens și Newton în sfârşitul XVII-lea secolului, a fost descoperit pentru prima dată de Pierre de Maupertuis la sfârșitul anilor 1730, ca urmare a prelucrării datelor de la două expediții franceze special echipate pentru a rezolva această problemă în Peru (conduse de Pierre Bouguer și Charles de la Condamine) și Laponia (condusă de Alexis Clairaut și însuşi Maupertuis).

  Efectele forței Coriolis: experimente de laborator

  Acest efect ar trebui exprimat cel mai clar la poli, unde perioada de rotație completă a planului pendulului este egală cu perioada de rotație a Pământului în jurul axei sale (zile siderale). LA caz general, perioada este invers proporțională cu sinusul latitudinii geografice , la ecuator planul de oscilație al pendulului este neschimbat.

  Giroscop- un corp în rotație cu un moment de inerție semnificativ păstrează un moment unghiular dacă nu există perturbații puternice. Foucault, care s-a săturat să explice ce s-a întâmplat cu un pendul Foucault care nu se afla la pol, a dezvoltat o altă demonstrație: un giroscop suspendat și-a păstrat orientarea, ceea ce înseamnă că s-a rotit încet față de observator.

  Deviația proiectilelor în timpul tragerii armei. O altă manifestare observabilă a forței Coriolis este devierea traiectoriilor proiectilelor (la dreapta în emisfera nordică, la stânga în emisfera sudică) trase în direcție orizontală. Din punct de vedere sistem inerțial referință, pentru proiectilele trase de-a lungul meridianului, aceasta se datorează dependenței vitezei liniare a rotației Pământului de latitudinea geografică: atunci când se deplasează de la ecuator la pol, proiectilul păstrează componenta orizontală a vitezei neschimbată, în timp ce viteza liniei Rotația punctelor de pe suprafața pământului scade, ceea ce duce la o deplasare a proiectilului de la meridian în direcția de rotație a Pământului. Dacă focul a fost tras paralel cu ecuatorul, atunci deplasarea proiectilului față de paralelă se datorează faptului că traiectoria proiectilului se află în același plan cu centrul Pământului, în timp ce punctele de pe suprafața pământului se deplasează în un plan perpendicular pe axa de rotație a Pământului. Acest efect (pentru cazul tragerii de-a lungul meridianului) a fost prezis de Grimaldi în anii 40 ai secolului al XVII-lea. și publicat pentru prima dată de Riccioli în 1651.

  Abaterea corpurilor în cădere liberă de la verticală. ( ) Dacă viteza corpului are o componentă verticală mare, forța Coriolis este îndreptată spre est, ceea ce duce la o abatere corespunzătoare a traiectoriei unui corp în cădere liberă (fără viteza inițială) dintr-un turn înalt. Când este luat în considerare într-un cadru de referință inerțial, efectul se explică prin faptul că vârful turnului în raport cu centrul Pământului se mișcă mai repede decât baza, datorită căruia traiectoria corpului se dovedește a fi o parabolă îngustă. iar corpul este puțin înainte de baza turnului.

  Efectul Eötvös. La latitudini joase, forța Coriolis, atunci când se deplasează de-a lungul suprafeței pământului, este direcționată pe direcție verticală și acțiunea ei duce la creșterea sau scăderea accelerației căderii libere, în funcție de deplasarea corpului către vest sau est. Acest efect se numește efectul Eötvös în onoarea fizicianului maghiar Lorand Åtvös, care l-a descoperit experimental la începutul secolului al XX-lea.

  Experimente folosind legea conservării momentului unghiular. Unele experimente se bazează pe legea conservarea momentul momentul: într-un cadru de referință inerțial, valoarea impulsului (egal cu produsul momentului inerția și viteza unghiulară de rotație) sub acțiunea lui forțe interne nu se schimba. Dacă la un moment dat instalația este nemișcată față de Pământ, atunci viteza de rotație a acesteia față de cadrul de referință inerțial este egală cu viteza unghiulară de rotație a Pământului. Dacă modificați momentul de inerție al sistemului, atunci viteza unghiulară de rotație a acestuia ar trebui să se schimbe, adică va începe rotația față de Pământ. Într-un cadru de referință non-inerțial asociat cu Pământul, rotația are loc ca urmare a acțiunii forței Coriolis. Această idee a fost propusă de omul de știință francez Louis Poinsot în 1851.

  Primul astfel de experiment a fost efectuat de Hagen în 1910: două greutăți pe o bară transversală netedă au fost instalate nemișcate față de suprafața Pământului. Apoi, distanța dintre sarcini a fost redusă. Ca urmare, instalația a intrat în rotație. Un experiment și mai ilustrativ a fost făcut de omul de știință german Hans Bucka în 1949. O tijă de aproximativ 1,5 metri lungime a fost instalată perpendicular pe un cadru dreptunghiular. Inițial, tija era orizontală, instalația era staționară față de Pământ. Tija a fost apoi adusă în pozitie verticala, ceea ce a dus la o modificare a momentului de inerție al instalației de aproximativ 10 4 ori și la rotația sa rapidă cu o viteză unghiulară de 10 4 ori mai mare decât viteza de rotație a Pământului .

  Pâlnie în baie.

  Deoarece forța Coriolis este foarte slabă, are un efect neglijabil asupra direcției vârtejului apei atunci când se scurge într-o chiuvetă sau cadă, deci, în general, direcția de rotație într-o pâlnie nu este legată de rotația Pământului. Numai în experimente atent controlate este posibil să se separe efectul forței Coriolis de alți factori: în emisfera nordică, pâlnia va fi răsucită în sens invers acelor de ceasornic, în emisfera sudică - invers.

  Efectele forței Coriolis: fenomene în mediu

  Experimente optice

  O serie de experimente care demonstrează rotația Pământului se bazează pe efectul Sagnac: dacă interferometrul inel se rotește, atunci din cauza efectelor relativiste, apare o diferență de fază în fasciculele care se apropie.

  Δ φ = 8 π A λ c ω , (\displaystyle \Delta \varphi =(\frac (8\pi A)(\lambda c))\omega,)

  Unde A (\displaystyle A)- aria proiecției inelului pe planul ecuatorial (planul perpendicular pe axa de rotație), c (\displaystyle c)- viteza luminii, ω (\displaystyle \omega )- viteza unghiulara de rotatie. Pentru a demonstra rotația Pământului, acest efect a fost folosit de către fizicianul american Michelson într-o serie de experimente efectuate în 1923-1925. În experimentele moderne care utilizează efectul Sagnac, rotația Pământului trebuie luată în considerare pentru a calibra interferometrele inelare.

  Există o serie de alte demonstrații experimentale ale rotației diurne a Pământului.

  Rotire neuniformă

  Precesiune și nutație

  Istoria ideii de rotație zilnică a Pământului

  Antichitate

  Explicația rotației zilnice a cerului prin rotația Pământului în jurul axei sale a fost propusă pentru prima dată de reprezentanții școlii pitagoreice, siracusenii Hicket și Ekfant. Potrivit unor reconstrucții, Pitagoreeanul Philolaus din Croton (secolul al V-lea î.Hr.) a pretins și el rotația Pământului. O afirmație care poate fi interpretată ca o indicație a rotației Pământului este conținută în dialogul platonic Timeu .

  Cu toate acestea, aproape nimic nu se știe despre Giketa și Ekfant și chiar și existența lor este uneori pusă la îndoială. Potrivit opiniei majorității oamenilor de știință, Pământul în sistemul lumii lui Philolaus nu s-a rotit, ci s-a mișcat înainte în jurul Focului Central. În celelalte scrieri ale sale, Platon urmează viziunea tradițională a imobilității Pământului. Cu toate acestea, am primit numeroase dovezi că ideea de rotație a Pământului a fost apărată de filozoful Heraclides Pontic (secolul al IV-lea î.Hr.). Probabil, o altă presupunere a lui Heraclid este legată de ipoteza de rotație a Pământului în jurul axei sale: fiecare stea este o lume care include pământ, aer, eter și toate acestea sunt situate în spațiu infinit. Într-adevăr, dacă rotația zilnică a cerului este o reflectare a rotației Pământului, atunci premisa de a considera stelele ca fiind pe aceeași sferă dispare.

  Aproximativ un secol mai târziu, presupunerea rotației Pământului a devenit parte integrantă primul, propus de marele astronom Aristarh de Samos (sec. III î.Hr.). Aristarh a fost susținut de babilonianul Seleucus (sec. II î.Hr.), precum și de Heraclid Pontic, care considera Universul ca fiind infinit. Faptul că ideea rotației zilnice a Pământului și-a avut susținătorii încă din secolul I d.Hr. e., mărturisesc unele afirmații ale filosofilor Seneca, Derkillid, astronomul Claudius Ptolemeu. Majoritatea covârșitoare a astronomilor și filozofilor nu s-au îndoit însă de imobilitatea Pământului.

  Argumentele împotriva ideii de mișcare a Pământului se găsesc în lucrările lui Aristotel și Ptolemeu. Deci, în tratatul său Despre Rai Aristotel justifică imobilitatea Pământului prin faptul că pe un Pământ în rotație, corpurile aruncate vertical în sus nu puteau cădea până la punctul de la care începea mișcarea lor: suprafața Pământului s-ar mișca sub corpul aruncat. Un alt argument pentru imobilitatea Pământului, dat de Aristotel, se bazează pe teoria sa fizică: Pământul este un corp greu, iar corpurile grele au tendința de a se deplasa spre centrul lumii, și nu se rotesc în jurul lui.

  Din lucrarea lui Ptolemeu rezultă că susținătorii ipotezei rotației Pământului au răspuns acestor argumente că atât aerul, cât și toate obiectele terestre se mișcă odată cu Pământul. Aparent, rolul aerului în acest raționament este fundamental important, deoarece se înțelege că tocmai mișcarea lui împreună cu Pământul este cea care ascunde rotația planetei noastre. Ptolemeu contracarează acest lucru spunând că

  corpurile în aer vor părea mereu în urmă... Și dacă corpurile s-ar roti împreună cu aerul în ansamblu, atunci niciunul dintre ele nu ar părea să fie înaintea celuilalt sau să rămână în urmă, ci ar rămâne pe loc, în zbor iar aruncarea lui nu ar face abateri sau mișcări în alt loc, așa cum vedem noi cu ochii noștri având loc, și nu ar încetini sau accelera deloc, pentru că Pământul nu este staționar.

  Evul mediu

  India

  Primul dintre autorii medievali, care a sugerat că Pământul se rotește în jurul axei sale, a fost marele astronom și matematician indian Aryabhata (sfârșitul secolelor V - începutul secolului VI). O formulează în mai multe locuri în tratatul său. Ariabhatia, de exemplu:

  Așa cum o persoană de pe o navă care se deplasează înainte vede obiectele fixe care se mișcă înapoi, tot așa un observator... vede stele fixe mișcându-se în linie dreaptă spre vest.

  Nu se știe dacă această idee îi aparține lui Aryabhata însuși sau dacă a împrumutat-o ​​de la astronomii greci antici.

  Aryabhata a fost susținută de un singur astronom, Prthudaka (secolul al IX-lea). Majoritatea oamenilor de știință indieni au apărat imobilitatea Pământului. Astfel, astronomul Varahamihira (secolul al VI-lea) a susținut că pe un Pământ care se rotește, păsările care zboară în aer nu se pot întoarce la cuiburile lor, iar pietrele și copacii ar zbura de pe suprafața Pământului. Eminentul astronom Brahmagupta (secolul al VI-lea) a repetat de asemenea vechiul argument că un corp căzut din munte înalt, dar s-ar putea scufunda la baza sa. În același timp, însă, a respins unul dintre argumentele lui Varahamihira: în opinia sa, chiar dacă Pământul s-ar fi rotit, obiectele nu s-ar putea desprinde de el datorită gravitației lor.

  Orientul islamic

  Posibilitatea de rotație a Pământului a fost luată în considerare de mulți oameni de știință din Orientul musulman. Astfel, celebrul geometru al-Sijizi a inventat astrolabul, al cărui principiu de funcționare se bazează pe această presupunere. Unii savanți islamici (ale căror nume nu au ajuns până la noi) chiar au găsit Calea cea buna infirmarea principalului argument împotriva rotației Pământului: verticalitatea traiectoriilor corpurilor în cădere. În esență, în același timp, a fost enunțat principiul suprapunerii mișcărilor, conform căruia orice mișcare poate fi descompusă în două sau mai multe componente: în raport cu suprafața Pământului în rotație, corpul care căde se mișcă de-a lungul unui plumb, dar punctul, care este proiecția acestei linii pe suprafața Pământului, i-ar fi transferat.rotație. Acest lucru este dovedit de celebrul om de știință-encicloped al-Biruni, care însuși era însă înclinat spre imobilitatea Pământului. În opinia sa, dacă o forță suplimentară acționează asupra corpului în cădere, atunci rezultatul acțiunii sale asupra Pământului în rotație va duce la unele efecte care nu sunt de fapt observate.

  Fișier:Al-Tusi Nasir.jpeg

  Nasir ad-Din at-Tusi

  Printre oamenii de știință din secolele XIII-XVI, asociați cu observatoarele Maraga și Samarkand, s-a desfășurat o discuție despre posibilitatea unei justificări empirice a imobilității Pământului. Astfel, celebrul astronom Kutb ad-Din ash-Shirazi (secolele XIII-XIV) credea că imobilitatea Pământului poate fi verificată prin experiment. Pe de altă parte, fondatorul Observatorului Maraga, Nasir ad-Din at-Tusi, credea că dacă Pământul s-ar roti, atunci această rotație ar fi separată de un strat de aer adiacent suprafeței sale și toate mișcările în apropierea suprafeței Pământului. s-ar întâmpla exact în același mod ca și când Pământul ar fi nemișcat. El a justificat acest lucru cu ajutorul observațiilor cometelor: după Aristotel, cometele sunt un fenomen meteorologic în atmosfera superioară; cu toate acestea, observațiile astronomice arată că cometele participă la rotația zilnică a sferei cerești. În consecință, straturile superioare ale aerului sunt antrenate de rotația cerului și, prin urmare, straturile inferioare pot fi antrenate și de rotația Pământului. Astfel, experimentul nu poate răspunde la întrebarea dacă Pământul se rotește. Cu toate acestea, el a rămas un susținător al imobilității Pământului, deoarece aceasta era în conformitate cu filosofia lui Aristotel.

  Majoritatea savanților islamici de mai târziu (al-Urdi, al-Qazvini, an-Naysaburi, al-Jurdjani, al-Birjandi și alții) au fost de acord cu at-Tusi că toate fenomene fizice pe un Pământ rotativ și nemișcat ar rezulta în același mod. Cu toate acestea, rolul aerului în acest caz nu a mai fost considerat fundamental: nu numai aerul, ci și toate obiectele sunt transportate de Pământul în rotație. Prin urmare, pentru a justifica imobilitatea Pământului, este necesar să se implice învățăturile lui Aristotel.

  O poziție specială în aceste dispute a luat-o al treilea director al Observatorului din Samarkand, Alauddin Ali al-Kushchi (secolul al XV-lea), care a respins filosofia lui Aristotel și a considerat rotația Pământului posibilă din punct de vedere fizic. În secolul al XVII-lea, teologul și savantul-encicloped iranian Baha al-Din al-Amili a ajuns la o concluzie similară. În opinia sa, astronomii și filozofii nu au furnizat suficiente dovezi pentru a infirma rotația Pământului.

  vestul latin

  O discuție detaliată a posibilității mișcării Pământului este conținută pe scară largă în scrierile scolasticii parizieni Jean Buridan, Albert de Saxonia și Nicholas Orem (a doua jumătate a secolului al XIV-lea). Cel mai important argument în favoarea rotației Pământului, și nu a cerului, dat în lucrările lor, este micimea Pământului în comparație cu Universul, ceea ce face să atribuim rotația zilnică a cerului Universului. cel mai înalt grad nefiresc.

  Cu toate acestea, toți acești oameni de știință au respins în cele din urmă rotația Pământului, deși din motive diferite. Astfel, Albert de Saxonia credea că această ipoteză nu este capabilă să explice fenomenele astronomice observate. Buridan și Orem nu au fost de acord cu aceasta, potrivit căreia fenomenele cerești ar trebui să se producă în același mod, indiferent de ceea ce face rotația, Pământul sau Cosmosul. Buridan a putut găsi un singur argument semnificativ împotriva rotației Pământului: săgețile trase vertical în sus cad pe o linie abruptă, deși, odată cu rotația Pământului, în opinia sa, ar trebui să rămână în urmă mișcării Pământului și să cadă la la vest de punctul împuşcăturii.

  Dar chiar și acest argument a fost respins de Oresme. Dacă Pământul se rotește, atunci săgeata zboară vertical în sus și în același timp se deplasează spre est, fiind capturată de aerul care se rotește cu Pământul. Astfel, săgeata trebuie să cadă în același loc din care a fost trasă. Deși și aici este menționat rolul antrenor al aerului, în realitate acesta nu joacă un rol deosebit. Acest lucru este ilustrat de următoarea analogie:

  În mod similar, dacă aerul ar fi închis într-o navă în mișcare, atunci unei persoane înconjurate de acest aer i-ar părea că aerul nu se mișcă... Dacă o persoană s-ar afla într-o navă care se deplasează cu viteză mare spre est, fără să știe despre această mișcare și dacă și-a întins mâna în linie dreaptă de-a lungul catargului navei, i s-ar fi părut că mâna lui face mișcare rectilinie; la fel, conform acestei teorii, ni se pare ca acelasi lucru se intampla cu o sageata cand o tragem vertical in sus sau vertical in jos. În interiorul unei nave care se deplasează cu viteză mare spre est, pot avea loc tot felul de mișcări: longitudinale, transversale, în jos, în sus, în toate direcțiile - și par exact la fel ca atunci când nava este staționară.

  În plus, Orem oferă o formulare care anticipează principiul relativității:

  Concluzion, așadar, că este imposibil să demonstrăm prin orice experiență că cerurile au o mișcare diurnă și că pământul nu.

  Cu toate acestea, verdictul final al lui Oresme cu privire la posibilitatea de rotație a Pământului a fost negativ. Baza acestei concluzii a fost textul Bibliei:

  Totuși, până acum toată lumea susține și cred că [Raiul] și nu Pământul este cel care se mișcă, căci „Dumnezeu a creat cercul Pământului care nu se va zgudui”, în ciuda tuturor argumentelor opuse.

  Posibilitatea unei rotații zilnice a Pământului a fost menționată și de oamenii de știință și filozofii europeni medievali din vremuri ulterioare, dar nu au fost adăugate argumente noi care să nu fi fost conținute în Buridan și Orem.

  Astfel, practic niciunul dintre oamenii de știință medievali nu a acceptat ipoteza rotației Pământului. Cu toate acestea, în cursul discuțiilor sale de către oamenii de știință din Est și Vest, au fost exprimate multe gânduri profunde, care vor fi apoi repetate de oamenii de știință din New Age.

  Renaștere și timpuri moderne

  În prima jumătate a secolului al XVI-lea au fost publicate mai multe lucrări care susțineau că motivul rotației zilnice a cerului este rotația Pământului în jurul axei sale. Unul dintre ele a fost tratatul italianului Celio Calcagnini „Despre faptul că cerul este nemișcat, iar Pământul se rotește, sau despre mișcarea perpetuă a Pământului” (scris în jurul anului 1525, publicat în 1544). El nu a produs mare impresie asupra contemporanilor, deoarece până atunci fusese deja publicată lucrarea fundamentală a astronomului polonez Nicholas Copernic „Despre rotațiile sferelor cerești” (1543), în care ipoteza rotației zilnice a Pământului a devenit parte a sistemului heliocentric de lumea, ca Aristarh Samossky. Copernic și-a exprimat anterior gândurile într-un mic eseu scris de mână. Mic comentariu(nu mai devreme de 1515). Cu doi ani mai devreme decât lucrarea principală a lui Copernic, a fost publicată lucrarea astronomului german Georg Joachim Rhetik. Prima narațiune(1541), unde este expusă popular teoria lui Copernic.

  În secolul al XVI-lea, Copernic a fost susținut pe deplin de astronomii Thomas Digges, Retik, Christoph Rothman, Michael Möstlin, fizicienii Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filozoful Giordano Bruno, teologul Diego de Zuniga. Unii oameni de știință au acceptat rotația Pământului în jurul axei sale, respingând mișcarea sa înainte. Aceasta a fost poziția astronomului german Nicholas Reimers, cunoscut și sub numele de Ursus, precum și a filozofilor italieni Andrea Cesalpino și Francesco Patrici. Punctul de vedere al remarcabilului fizician William Gilbert, care a susținut rotatie axiala Pământ, dar nu a vorbit despre mișcarea sa înainte. La începutul secolului al XVII-lea sistem heliocentric lumea (inclusiv rotația Pământului în jurul axei sale) a primit un sprijin impresionant de la Galileo Galilei și Johann Kepler. Cei mai influenți oponenți ai ideii mișcării Pământului în secolele al XVI-lea - începutul secolului al XVII-lea au fost astronomii Tycho Brage și Christopher Clavius.

  Ipoteza rotației Pământului și formarea mecanicii clasice

  De altfel, în secolele XVI-XVII. singurul argument în favoarea rotației axiale a Pământului a fost că în acest caz nu este nevoie să se atribuie viteze uriașe de rotație sferei stelare, deoarece chiar și în antichitate s-a stabilit deja în mod fiabil că dimensiunea Universului depășește semnificativ dimensiunea. al Pământului (acest argument a fost conținut și de Buridan și Orem) .

  Împotriva acestei ipoteze au fost exprimate argumente bazate pe ideile dinamice ale vremii. În primul rând, aceasta este verticalitatea traiectoriilor corpurilor în cădere. Au apărut și alte argumente, de exemplu, poligon de tragere egal în est și direcții de vest. Răspunzând la întrebarea despre neobservabilitatea efectelor rotației diurne în experimentele terestre, Copernic a scris:

  Nu numai Pământul cu elementul de apă conectat cu acesta se rotește, ci și o parte considerabilă a aerului și tot ceea ce este în vreun fel asemănător cu Pământul sau cu aerul deja cel mai aproape de Pământ, saturat cu materie terestră și de apă, urmează aceleași legi ale naturii ca Pământul sau a dobândit mișcare, care îi este comunicată de pământul alăturat în rotație constantă și fără nicio rezistență.

  În acest fel, rol principalîn neobservabilitatea rotaţiei Pământului joacă antrenarea aerului prin rotaţia lui. Această opinie a fost împărtășită de majoritatea copernicienilor în secolul al XVI-lea.

  Susținătorii infinitului Universului în secolul al XVI-lea au fost și Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrici - toți au susținut ipoteza rotației Pământului în jurul axei sale (și primii doi tot în jurul Soarelui). Christoph Rothmann și Galileo Galilei credeau că stelele sunt situate pe distante diferite de pe Pământ, deși nu au vorbit în mod explicit despre infinitul Universului. Pe de altă parte, Johannes Kepler a negat infinitul Universului, deși era un susținător al rotației Pământului.

  Contextul religios al dezbaterii privind rotația Pământului

  O serie de obiecții la rotația Pământului au fost asociate cu contradicțiile sale cu textul. Sfânta Scriptură. Aceste obiecții erau de două feluri. În primul rând, unele locuri din Biblie au fost citate pentru a confirma că Soarele este cel care face mișcarea zilnică, de exemplu:

  Soarele răsare și soarele apune și se grăbește la locul său unde răsare.

  În acest caz, rotația axială a Pământului a fost atacată, deoarece mișcarea Soarelui de la est la vest face parte din rotația zilnică a cerului. Un pasaj din cartea lui Iosua a fost adesea citat în această legătură:

  Isus a chemat pe Domnul în ziua în care Domnul i-a dat pe amoriți în mâinile lui Israel, când i-a lovit în Gabaon și au fost bătuți înaintea copiilor lui Israel și a zis înaintea israeliților: Oprește-te, Soarele este peste Gabaon, iar luna este peste valea Avalon. !

  Deoarece comanda de oprire a fost dată Soarelui, și nu Pământului, s-a concluzionat de aici că Soarele a fost cel care a făcut mișcarea zilnică. Alte pasaje au fost citate în sprijinul imobilității Pământului, cum ar fi:

  Ai pus terenul baze solide: nu se va scutura în vecii vecilor.

  Aceste pasaje au fost considerate contrare atât noțiunii de rotație a Pământului în jurul axei sale, cât și a revoluției în jurul Soarelui.

  Susținătorii rotației Pământului (în special, Giordano Bruno, Johann Kepler și mai ales Galileo Galilei) au apărat în mai multe direcții. În primul rând, ei au subliniat că Biblia a fost scrisă într-o limbă de înțeles oameni normali, iar dacă autorii săi au dat clar punct științific din punct de vedere al redactării, nu și-ar putea îndeplini misiunea principală, religioasă. Astfel, Bruno a scris:

  În multe cazuri, este o prostie și nepotrivit să oferi multe raționamente în conformitate cu adevărul, mai degrabă decât în ​​consecință. această ocazieși comoditate. De exemplu, dacă în loc de cuvintele: „Soarele se naște și răsare, trece prin amiază și se înclină spre Aquilon”, înțeleptul a spus: „Pământul merge în cerc spre est și, lăsând soarele care apune, se înclină spre două tropice, de la Rac la Sud, de la Capricorn la Aquilo”, apoi ascultătorii începeau să se gândească: „Cum? Spune el că pământul se mișcă? Ce este aceasta veste? Până la urmă, l-ar fi considerat un prost, iar el chiar ar fi fost un prost.

  Răspunsurile de acest fel au fost date în principal la obiecțiile referitoare la mișcarea zilnică a Soarelui. În al doilea rând, s-a remarcat că unele pasaje din Biblie ar trebui interpretate alegoric (vezi articolul Alegorism biblic). Așadar, Galileo a remarcat că, dacă Sfânta Scriptură este luată în întregime literal, atunci se dovedește că Dumnezeu are mâini, el este supus unor emoții precum mânia etc. În general, Ideea principală Apărătorii doctrinei mișcării Pământului au fost că știința și religia au scopuri diferite: știința are în vedere fenomenele lumii materiale, ghidată de argumentele rațiunii, scopul religiei este îmbunătățirea morală a omului, mântuirea lui. Galileo l-a citat pe cardinalul Baronio în acest sens că Biblia învață cum să te înalți la cer, nu cum sunt făcute cerurile.

  Aceste argumente au fost luate în considerare Biserica Catolica neconvingător, iar în 1616 doctrina rotației Pământului a fost interzisă, iar în 1631 Galileo a fost condamnat de curtea Inchiziției pentru apărarea sa. Cu toate acestea, în afara Italiei, această interdicție nu a făcut-o influenta semnificativa asupra dezvoltării științei și a contribuit în principal la căderea autorității însăși a Bisericii Catolice.

  Trebuie adăugat că argumentele religioase împotriva mișcării Pământului au fost aduse nu numai de liderii bisericii, ci și de oameni de știință (de exemplu, Tycho Brage). Pe de altă parte, călugărul catolic Paolo Foscarini a scris un scurt eseu „Scrisoare despre părerile pitagoreenilor și lui Copernic asupra mobilității Pământului și a imobilității Soarelui și asupra noului sistem pitagoreic al universului” (1615), unde și-a exprimat considerații apropiate de Galileian, iar teologul spaniol Diego de Zuniga a folosit chiar teoria lui Copernic pentru a interpreta unele pasaje din Scriptură (deși ulterior s-a răzgândit). Astfel, conflictul dintre teologie și doctrina mișcării Pământului nu a fost atât un conflict între știință și religie ca atare, ci un conflict între vechi (pentru a începutul XVII secole deja învechite) și noi principii metodologice care stau la baza științei.

  Semnificația ipotezei rotației Pământului pentru dezvoltarea științei

  Având sens probleme științifice ridicat de teoria Pământului în rotație, a contribuit la descoperirea legilor mecanicii clasice și la crearea unei noi cosmologii, care se bazează pe ideea infinitității Universului. Discutate în timpul acestui proces, contradicțiile dintre această teorie și lectura literalistă a Bibliei au contribuit la demarcarea științei naturale și a religiei.

  Vezi si

  Note

  1. Poincare, Despre știință, Cu. 362-364.
  2. Acest efect a fost observat pentru prima dată

  Salutare dragi cititori! Astăzi aș vrea să ating subiectul Pământului și, și m-am gândit că o postare despre cum se rotește Pământul vă va fi utilă 🙂 La urma urmei, ziua și noaptea, precum și anotimpurile, depind de asta. Să-i cunoaștem pe toți mai bine.

  Planeta noastră se rotește pe axa sa și în jurul soarelui. Când face o revoluție în jurul axei sale, trece o zi, iar când înconjoară Soarele, un an. Mai multe despre asta mai jos:

  Axa Pământului.

  Axa Pământului (axa de rotație a Pământului) - aceasta este o linie dreaptă în jurul căreia are loc rotația zilnică a Pământului; această linie trece prin centru și intersectează suprafața Pământului.

  Înclinarea axei de rotație a Pământului.

  Axa de rotație a Pământului este înclinată față de plan la un unghi de 66°33′; datorită acestui lucru se întâmplă. Când Soarele se află deasupra Tropicului Nordului (23°27´ N), vara începe în emisfera nordică, iar Pământul se află la cea mai îndepărtată distanță de Soare.

  Când Soarele răsare peste Tropicul Sudului (23°27´ S), vara începe în emisfera sudică.

  În emisfera nordică, iarna începe în acest moment. Atracția Lunii, a Soarelui și a altor planete nu schimbă unghiul axei pământului, ci duce la faptul că se mișcă de-a lungul unui con circular. Această mișcare se numește precesiune.

  Polul Nord este îndreptat spre Steaua Polară. Axa Pământului în următorii 12.000 de ani, ca urmare a precesiunii, va trece aproximativ la jumătatea distanței și va fi îndreptată către steaua Vega.

  Aproximativ 25.800 de ani constituie un ciclu complet de precesiune și influențează semnificativ ciclul climatic.

  De două ori pe an, când Soarele se află direct peste ecuator, și de două ori pe lună, când Luna se află într-o poziție similară, atracția datorată precesiei scade la zero și are loc o creștere și o scădere periodică a ratei de precesiune.

  Astfel de mișcări oscilatorii ale axei pământului sunt cunoscute sub numele de nutație, care atinge vârful la fiecare 18,6 ani. În ceea ce privește impactul asupra climei, această periodicitate ocupă locul doi după schimbarea anotimpurilor.

  Rotația Pământului în jurul axei sale.

  Rotația zilnică a Pământului mișcarea Pământului în sens invers acelor de ceasornic, sau de la vest la est, văzută de la Polul Nord al lumii. Rotația Pământului determină lungimea zilei și face ca ziua și noaptea să se schimbe.

  Pământul face o revoluție în jurul axei sale în 23 de ore, 56 de minute și 4,09 secunde.În perioada unei revoluții în jurul Soarelui, Pământul face aproximativ 365 ¼ de rotații, adică un an sau 365 ¼ zile.

  La fiecare patru ani, se adaugă o altă zi în calendar, deoarece pentru fiecare astfel de tură, cu excepția unei zile întregi, se petrece încă un sfert de zi. Rotația Pământului încetinește treptat atracția gravitațională a Lunii și prelungește ziua cu aproximativ 1/1000 din fiecare secol.

  Judecând după datele geologice, rata de rotație a Pământului s-ar putea schimba, dar nu mai mult de 5%.

  
  

  În jurul Soarelui, Pământul se rotește pe o orbită eliptică, apropiată de circulară, cu o viteză de aproximativ 107.000 km/h în direcția de la vest la est. Distanța medie până la Soare este de 149.598 mii km, iar diferența dintre cea mai mică și cea mai mare distanță este de 4,8 milioane km.

  Excentricitatea (deviația de la cerc) orbitei pământului se modifică ușor pe parcursul unui ciclu de 94 de mii de ani. Se crede că formarea unui ciclu climatic complex este facilitată de modificările distanței față de Soare, iar înaintarea și retragerea ghețarilor în timpul erelor glaciare sunt asociate cu etapele sale individuale.

  Totul în vastul nostru univers este foarte complex și precis. Și Pământul nostru este doar un punct în el, dar aceasta este casa noastră, despre care am aflat puțin mai multe dintr-o postare despre cum se rotește Pământul. Ne vedem în noi postări despre studiul Pământului și al Universului🙂

  De ce se schimbă ziua și noaptea? Desigur, ați văzut răsărituri și apusuri de soare de mai multe ori. De ce crezi că se întâmplă? Soarele încetează să mai strălucească? Un experiment simplu vă va ajuta să înțelegeți acest lucru. Dacă o lanternă aprinsă este îndreptată spre o parte a unui glob școlar obișnuit într-o cameră întunecată, atunci o jumătate va fi iluminată, iar cealaltă jumătate va fi la umbră. În același mod, razele Soarelui luminează planeta noastră în întunericul etern al spațiului.

  Axa imaginară a Pământului merge în linie dreaptă de la Polul Nord la Sud. Pământul se învârte în jurul lui de la vest la est și expune Soarele pe o parte, apoi pe cealaltă. Pe partea iluminată - ziua, pe partea opusă în același timp - noaptea. în jurul axei sale determină schimbarea zilei și a nopții.

  Pământul face o rotație completă în jurul axei sale în 23 de ore și 56 de minute, adică într-o zi. O zi este o unitate de timp, aproximativ egală cu perioada de rotație a Pământului în jurul axei sale. Ziua este de obicei împărțită în noapte, dimineață, după-amiază și seara.

  timp standard

  Datorită rotației Pământului în jurul axei sale, ora din zi în diferite puncte globul nu poate fi la fel. Prin urmare, pentru comoditate, au fost introduse fusuri orare: suprafața pământului a fost împărțită de meridiane în 24 de zone la fiecare 15 grade de longitudine.

  Este apelată ora din zi din același fus orar centura. Diferența de timp dintre zone este de o oră. Originea fusurilor orare este considerată a fi meridianul Greenwich care trece prin orașul Greenwich (acesta se află în, nu departe de Londra, unde se află Observatorul Greenwich). Din aceasta, curelele sunt numărate spre est. Cu alte cuvinte, când te muți în spre est timpul standard crește, iar în vest - scade.

  Dacă la Greenwich este ora 12, atunci este ora 13 în prima zonă la est de ea și ora 11 în prima zonă la vest. Începutul unei noi zile este considerat al 12-lea fus orar. Astfel, când este pornit Orientul îndepărtatîncepe o nouă zi, în emisfera vestică mai durează cea anterioară.

  În 2011, Președintele țării noastre a semnat legea federală privind alocarea a nouă fusuri orare în Rusia. Limitele acestor zone sunt determinate ținând cont de limitele republicilor, teritoriilor și regiunilor Federația Rusă. Fusul orar este setat la aceeași oră. În același 2011, tranziția la ora de iarnă a fost anulată pe teritoriul Rusiei.

  Din cele mai vechi timpuri, oamenii au fost interesați de motivul pentru care noaptea este înlocuită cu ziua, iarna primăvara și vara toamna. Mai târziu, când au fost găsite răspunsurile la primele întrebări, oamenii de știință au început să considere Pământul ca un obiect mai detaliat, încercând să afle cât de repede se rotește Pământul în jurul Soarelui și în jurul axei sale.

  Mișcarea Pământului

  Toate corpuri cerești sunt în mișcare, Pământul nu face excepție. Mai mult, are simultan o mișcare și o mișcare axială în jurul Soarelui.

  Pentru a vizualiza mișcarea pământului, priviți doar partea de sus, rotindu-vă simultan în jurul axei și mișcându-se rapid pe podea. Fără această mișcare, Pământul nu ar fi locuibil. Așadar, planeta noastră, fără rotație în jurul axei sale, ar fi întoarsă constant spre Soare cu una dintre laturile sale, pe care temperatura aerului ar ajunge la +100 de grade, iar toată apa disponibilă în această zonă s-ar transforma în abur. Pe de altă parte, temperatura ar fi constant sub zero și întreaga suprafață a acestei părți ar fi acoperită cu gheață.

  Orbită de rotație

  Rotația în jurul Soarelui urmează o anumită traiectorie - o orbită, care a fost stabilită datorită atracției Soarelui și vitezei planetei noastre. Dacă atracția ar fi de câteva ori mai puternică sau viteza ar fi mult mai mică, atunci Pământul ar cădea în Soare. Ce se întâmplă dacă atracția a dispărut? sau a scăzut mult, apoi planeta, condusă de forța sa centrifugă, a zburat tangențial în spațiu. Ar fi ca și cum un obiect legat de o frânghie ar fi rotit deasupra capului și apoi eliberat brusc.

  Traiectoria mișcării Pământului are forma unei elipse, nu a unui cerc perfect, iar distanța până la Soare variază pe parcursul anului. În ianuarie, planeta se apropie de punctul cel mai apropiat de luminare - se numește periheliu - și se află la 147 de milioane de km distanță de luminare. Și în iulie, Pământul se îndepărtează de Soare cu 152 de milioane de km, apropiindu-se de un punct numit afeliu. 150 milioane km este luată ca distanță medie.

  Pământul se mișcă pe orbita sa de la vest la est, ceea ce corespunde direcției „în sens invers acelor de ceasornic”.

  1 întoarcere în jurul centrului sistem solar Pământul are nevoie de 365 de zile, 5 ore, 48 de minute și 46 de secunde (1 an astronomic). Dar pentru comoditate, se obișnuiește să se ia în considerare 365 de zile pentru un an calendaristic, iar timpul rămas „se acumulează” și adaugă o zi la fiecare an bisect.

  Distanța orbitală este de 942 milioane km. Pe baza calculelor, viteza Pământului este de 30 km pe secundă sau 107.000 km/h. Pentru oameni, rămâne invizibil, deoarece toți oamenii și obiectele se mișcă în același mod în sistemul de coordonate. Și totuși este foarte mare. De exemplu, cea mai mare viteză a unei mașini de curse este de 300 km/h, care este de 365 de ori mai mică decât viteza Pământului pe orbita sa.

  Cu toate acestea, valoarea de 30 km/s nu este constantă datorită faptului că orbita este o elipsă. Viteza planetei noastre fluctuează puțin pe parcursul călătoriei. Cea mai mare diferență se ajunge la trecerea punctelor de periheliu si afelie si este de 1 km/s. Adică viteza acceptată de 30 km/s este media.

  Rotație axială

  Axa pământului este o linie condiționată care poate fi trasată de la nord la polul Sud. Trece la un unghi de 66 ° 33 față de planul planetei noastre. O revoluție are loc în 23 de ore 56 de minute și 4 secunde, acest timp este indicat de o zi sideală.

  Principalul rezultat al rotației axiale este schimbarea zilei și a nopții pe planetă. În plus, datorită acestei mișcări:

  • Pământul are o formă cu stâlpi ablați;
  • corpurile (debitul fluviului, vânt) care se deplasează în plan orizontal sunt oarecum deplasate (la stânga în emisfera sudică, la dreapta în emisfera nordică).

  Viteza de deplasare axiala per zone diferite este semnificativ diferit. Cea mai înaltă la ecuator este de 465 m/s sau 1674 km/h, se numește liniară. O astfel de viteză, de exemplu, în capitala Ecuadorului. În zonele de la nord sau la sud de ecuator, viteza de rotație scade. De exemplu, la Moscova este de aproape 2 ori mai mic. Aceste viteze se numesc unghiulare., exponentul lor devine mai mic pe măsură ce se apropie de poli. La poli înșiși, viteza este zero, adică polii sunt singurele părți ale planetei care sunt fără mișcare în raport cu axa.

  Este amplasarea axei la un anumit unghi care determină schimbarea anotimpurilor. Fiind in aceasta pozitie, zone diferite planetele primesc cantități diferite de căldură timp diferit. Dacă planeta noastră ar fi situată strict vertical în raport cu Soarele, atunci nu ar exista deloc anotimpuri, deoarece cele iluminate de luminare în în timpul zilei latitudinile nordice a primit la fel de multă căldură și lumină ca și latitudinile sudice.

  Rotația axială este influențată de următorii factori:

  • schimbări sezoniere (precipitații, mișcare atmosferică);
  • valuri de mareeîmpotriva direcției mișcării axiale.

  Acești factori încetinesc planeta, drept urmare viteza acesteia scade. Indicatorul acestei scăderi este foarte mic, doar 1 secundă în 40.000 de ani, cu toate acestea, peste 1 miliard de ani, ziua s-a prelungit de la 17 la 24 de ore.

  Mișcarea Pământului continuă să fie studiată până astăzi.. Aceste informații ajută la crearea unei mai precise graficele stelare, precum şi pentru a determina relaţia acestei mişcări cu procese naturale pe planeta noastră.

  Pământul este în continuă mișcare, rotindu-se în jurul soarelui și în jurul propriei axe. Această mișcare și înclinarea constantă a axei Pământului (23,5°) determină multe dintre efectele pe care le observăm ca fenomene normale: noaptea și ziua (datorită rotației Pământului pe axa sa), schimbarea anotimpurilor (datorită înclinarea axei Pământului) și climă diferită în domenii diverse. Globurile pot fi rotite, iar axa lor are o înclinație ca axa Pământului (23,5 °), așa că cu ajutorul unui glob puteți urmări destul de precis mișcarea Pământului în jurul axei sale, iar cu ajutorul „Pământului - Soarele”. „sistem puteți urmări mișcarea Pământului în jurul Soarelui.

  Rotația Pământului în jurul axei sale

  Pământul se rotește pe propria sa axă de la vest la est (în sens invers acelor de ceasornic, văzut de la Polul Nord). Pământul durează 23 de ore, 56 de minute și 4,09 secunde pentru a finaliza unul viraj completîn jurul propriei axe. Ziua și noaptea se datorează rotației pământului. Viteza unghiulară de rotație a Pământului în jurul axei sale, sau unghiul cu care se rotește orice punct de pe suprafața Pământului, este aceeași. Sunt 15 grade într-o oră. Dar viteza liniară de rotație oriunde pe ecuator este de aproximativ 1.669 de kilometri pe oră (464 m/s), scăzând la zero la poli. De exemplu, viteza de rotație la o latitudine de 30° este de 1445 km/h (400 m/s).
  Nu observăm rotația Pământului din simplul motiv că toate obiectele din jurul nostru se mișcă în paralel și simultan cu noi la aceeași viteză și nu există mișcări „relative” ale obiectelor din jurul nostru. Dacă, de exemplu, o navă se mișcă uniform, fără accelerare și decelerare peste mare pe vreme calmă, fără valuri la suprafața apei, nu vom simți deloc cum se mișcă o astfel de navă dacă ne aflăm într-o cabină fără hublo. , deoarece toate obiectele din interiorul cabinei vor fi mutate în paralel cu noi și cu nava.

  Mișcarea Pământului în jurul Soarelui

  

  În timp ce Pământul se rotește pe propria sa axă, se rotește și în jurul Soarelui de la vest la est în sens invers acelor de ceasornic, când este privit din polul Nord. Pământului este nevoie de un an sideral (aproximativ 365,2564 de zile) pentru a finaliza o revoluție completă în jurul Soarelui. Calea Pământului în jurul Soarelui se numește orbita Pământului. iar această orbită nu este perfect rotundă. Distanța medie de la Pământ la Soare este de aproximativ 150 de milioane de kilometri, iar această distanță variază până la 5 milioane de kilometri, formând o mică orbită ovală (elipsă). Punctul de pe orbita Pământului cel mai apropiat de Soare se numește Periheliu. Pământul trece de acest punct la începutul lunii ianuarie. Punctul de pe orbita Pământului care este cel mai îndepărtat de Soare se numește Afeliu. Pământul trece de acest punct la începutul lunii iulie.
  Deoarece Pământul nostru se mișcă în jurul Soarelui pe o traiectorie eliptică, viteza orbitală se modifică. În iulie, viteza este minimă (29,27 km/s) și după trecerea afeliului (punctul roșu superior de pe animație) începe să accelereze, iar în ianuarie viteza este maximă (30,27 km/s) și începe să încetinească după trecând de periheliu (punct roșu inferior). ).
  În timp ce Pământul face o revoluție în jurul Soarelui, depășește o distanță egală cu 942 milioane de kilometri în 365 de zile, 6 ore, 9 minute și 9,5 secunde, adică ne grăbim împreună cu Pământul în jurul Soarelui cu o viteză medie de 30. km pe secundă (sau 107 460 km pe oră) și, în același timp, Pământul se rotește în jurul propriei axe în 24 de ore o dată (365 de ori într-un an).
  De fapt, dacă luăm în considerare cu mai multă scrupule mișcarea Pământului, atunci aceasta este mult mai complicată, deoarece diverși factori influențează Pământul: rotația Lunii în jurul Pământului, atracția altor planete și stele.