Движение земли вокруг своей оси и солнца: Суточное вращение Земли — Википедия – по часовой стрелке или против?» – Яндекс.Кью

Содержание

Виды движения Земли и их последствия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наша планета совершает несколько видов движения одновременно:

 

  • вокруг своей оси — смена дня и ночи (полное вращение происходит за 23 часа 56 минут и 4 секунды)
  • по орбите вокруг Солнца — смена времен года (полное вращение происходит за 365 дней и 6 часов)
  • со всей Солнечной системой — вокруг центра Галактики,
  • вокруг центра Вселенной.

Кроме этого, Земля совершает движение вместе со своим естественным спутником — Луной — вокруг общего центра их масс. Этих движений мы не чувствуем, поскольку движемся вместе с Землей, и по отношению к нам она остается неподвижной. 

 

Земля, подобно другим планетам, движется вокруг Солнца. Этот путь Земли называется орбитой

. Орбита Земли — эллипс, близкий к кругу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

 

Расстояние от Земли до Солнца меняется в течение года от 147 млн ​​км — в перигелии (в январе) — до 152 млн км — в афелии (в июле). Длина орбиты более 980 млн км.

 

Скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца — 29,76 км/с. Этот путь Земля преодолевает за 365 суток и 6 часов, поэтому длительность обычного года составляет 365 суток, а «лишние» часы каждые четыре года составляют дополнительные сутки 29 февраля. Такой год длится 366 суток и называется високосным. Високосный год должен без остатка делиться на 4, по этому признаку его легко распознать. 

 

Земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 66,5 °. Поэтому при движении по орбите Северное и Южное полушария освещаются Солнцем неравномерно.

 

Угол падения солнечных лучей в Северном полушарии самый большой в июне, а наименьший — в декабре. В Южном полушарии — все наоборот. Поэтому поверхность Земли нагревается неравномерно, поскольку нагрев во многом зависит от угла падения солнечных лучей.

 

Когда 22 июня Солнце в зените (над головой) над Северным тропиком, то Северное полушарие получает больше тепла, здесь — лето.

 

Когда 22 декабря Солнце в зените над Южным тропиком, поэтому Северное полушарие получает меньше тепла, тогда здесь — зима.

 

Дважды в год, 21 марта и 23 сентября, на экваторе, который разделяет два полушария, наблюдается отвесное поступления солнечных лучей (солнце в зените). В это время оба полушария прогреваются одинаково, поэтому и наблюдаются переходные времена года — весна и осень. 

 

Характерные положения Земли на околосолнечной орбите

Дата

22 июня

23 сентября

22 декабря

21 марта

Местонахождение Солнца в зените

Северный тропик

Экватор

Южный тропик

Экватор

Продолжительность дня в Северном полушарии

День длиннее ночи

 

День равняется ночи

 

День короче ночи

День равняется ночи

Полярный день

За Северным полярным кругом

За Южным поляр­ным кругом

Положение Солнца в Северном полушарии

Летнее солнцестояние

Осеннее равноденствие

 

Зимнее солнцестояние

Весеннее равноденствие

Положение Солнца в Южном полушарии

Зимнее солнцестояние

Весеннее равноденствие

Летнее солнцестояние

Осеннее равноденствие

 

Движение Земли по орбите и наклон ее оси вращения приводят к регулярной сменые времен года и существованию поясов освещения (тепловых поясов), которые являются основой климатической зональности и природной зональности вообще. 

 

Тропики и полярные круги разграничивают поверхность Земли на пять поясов освещения, или тепловых поясов — территории, которые отличаются между собой высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и, соответственно, температурными условиями. 

 

Жаркий пояс лежит между тропиками. В его пределах Солнце два раза в год бывает в зените, на тропиках — по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех параллелей). В этом поясе продолжительность дня и ночи мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40% земной поверхности

 

Умеренные пояса (северный и южный) расположены между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. У полярных кругов (от 60 ° до 66,5 °) летом наблюдаются светлые, так называемые «белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней звезды с утренней, так как Солнце ненадолго и недалеко заходит за горизонт. Пло-ща умеренных поясов составляет 52% земной поверхности

 

Холодные пояса (северный и южный)к северу от северного и южнее южного полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних суток — на полярных кругах — до полугода — на полюсах. Площадь холодных поясов —

8% земной поверхности

 

Ось Землиэто воображаемая линия, вокруг которой вращается Земля.

 

В результате этого вращения на Земле происходит смена дня и ночи, поскольку Солнце освещает только одну сторону Земли.

 

Сутки — это промежуток времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. Такой оборот наша планета совершает за 23 ч 56 мин 4 с (для удобства считают, что в сутках 24 часа). В разных точках поверхности Земли ско-кость вращения разная. Максимальной она на экваторе — воображаемой линии, равноудаленной от полюсов, а на полюсах равна нулю. Столица Украины — Киев — вращается вокруг земной оси со скоростью примерно 260 м/с.

 

Важным следствием

осевого вращения Земли является отклонения потоков, движущихся горизонтально (ветров, морских течений и т.п.), от их первоначального направления: в северном полушарии — вправо, в южной — влево (это результат воздействия одной из сил инерции, названной силой Кориолиса в честь французского ученого, который первым объяснил это явление). По закону инерции всякую плоть, ру-хаеться, стремящийся сохранить неизменными направление и скорость своего движения в пространстве. 

 

Отклонение — результат того, что тело участвует как в поступательном, так и во вращательном движении. Поскольку сила Кориолиса, действующая на тело, пропорциональна синусу географической широты его местонахождения, на экваторе отклонение равно нулю. По мере приближения к полюсам отклонения нарастает и становится крупнейшим у полюсов. 

 

Вращение Земли вокруг своей оси и связанное с ним изменение дня и ночи создает суточную ритмику живой и неживой природы. Суточный ритм главным образом связан со световыми и температурными условиями. Общеизвестны суточный ход температуры, дневной и ночной бризы т.д.. Очень ярко проявляется суточный ритм живой природы. Известно, что фотосинтез возможен только днем​​, что много цветов распускаются в разное время. Животные делятся на ночных и тех, которые становятся активными днем. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме. Суточное вращение Земли вызывает изменение приливов и отливов.


См. также:

Географическое познание Земли в эпоху Великих географических открытий

Географическое познание Земли в эпоху Нового времени

Географческое познания Земли в Древнюю эпоху

География в Новейшее время и современные географические исследования

Земля в космическом пространстве

Развитие представлений о форме и размерах Земли


С какой скоростью движется Земля вокруг своей оси и Солнца?

Земля всегда находится в движении. Хотя кажется, что мы стоим неподвижно на поверхности планеты, она беспрерывно вращается вокруг своей оси и Солнца. Это движение не чувствуется нами, так как оно напоминает полет в самолете. Мы движемся с той же скоростью, что и самолет, поэтому не ощущаем, что движемся вообще.

С какой скоростью Земля вращается вокруг своей оси?

Земля делает один оборот вокруг своей оси почти за 24 часа (если быть точными, то за 23ч 56 мин 4,09 сек или 23,93 часа). Поскольку окружность Земли на экваторе составляет 40075 км, то любой объект на экваторе вращается со скоростью приблизительно 1674 км в час или примерно 465 метров (0,465 км) в секунду

(40075 км делим на 23,93 часа и получаем 1674 км в час).

На Северном полюсе (90 градусах северной широты) и Южном полюсе (90 градусах южной широты), скорость фактически равна нулю, потому что точки полюсов вращаются на очень медленной скорости.

Для того чтобы определить скорость на любой другой широте, просто умножьте косинус широты на скорость вращения планеты на экваторе (1674 км в час). Косинус 45 градусов равен 0,7071, таким образом, умножаем 0,7071 на 1674 км в час и получаем 1183,7 км в час.

Косинус необходимой широты легко определить с помощью калькулятора или посмотреть в таблице косинусов.

Скорость вращения Земли для других широт:

  • 10 градусов: 0.9848×1674=1648,6 км в час;
  • 20 градусов: 0.9397×1674=1573,1 км в час;
  • 30 градусов: 0.866×1674=1449,7 км в час;
  • 40 градусов: 0.766×1674=1282,3 км в час;
  • 50 градусов: 0.6428×1674=1076,0 км в час;
  • 60 градусов: 0.5×1674=837,0 км в час;
  • 70 градусов: 0.342×1674=572,5 км в час;
  • 80 градусов: 0.1736×1674=290,6 км в час.

Циклическое торможение

Все циклично, даже скорость вращения нашей планеты, которую геофизики могут измерить с точностью до миллисекунд. Вращение Земли, как правило, имеет пятилетние циклы замедления и ускорения, и последний год цикла замедления часто взаимосвязан со всплеском землетрясений по всему миру.

Так как 2018 год является последним в цикле замедление, ученые ожидают в этом году рост сейсмической активности. Корреляция не является причинно-следственной связью, но геологи всегда ищут инструменты, чтобы попытаться предсказать, когда произойдет очередное мощное землетрясение.

Колебания земной оси

Земля при вращении совершает небольшие колебания, поскольку ее ось дрейфует на полюсах. Было замечено, что дрейф земной оси ускорился с 2000 года, двигаясь со скоростью 17 см в год на восток. Ученые установили, что ось по-прежнему движется на восток вместо того, чтобы двигаться вперед и назад из-за комбинированного эффекта таяния Гренландии и Антарктиды, а также потери воды в Евразии.

Дрейф оси, как предполагается, особенно чувствителен к изменениям, происходящим на 45 градусах северной и южной широты. Это открытие привело к тому, что ученые наконец смогли ответить на давний вопрос о том, почему ось вообще дрейфует. Колебание оси на Восток или Запад было вызвано сухими или влажными годами в Евразии.

С какой скоростью Земля движется вокруг Солнца?

В дополнение к скорости вращения Земли вокруг своей оси, наша планета также вращается вокруг Солнца со скоростью около 108000 км в час (или примерно 30 км в секунду), и полностью завершает свою орбиту вокруг Солнца за 365,256 дней.

Только в 16-м веке люди поняли, что Солнце является центром нашей Солнечной системы, и что Земля перемещается вокруг него, а не является неподвижным центром Вселенной.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

План-конспект урока (география, 6 класс) по теме: ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ. ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ ВОКРУГ СВОЕЙ ОСИ И ВОКРУГ СОЛНЦА.

Слайд 1

. Земля во Вселенной. Движение Земли вокруг своей оси и Солнца Презентация урока Подготовила учитель географии МБОУ СОШ №5 Деревяженко Валентина Николаевна

Слайд 2

Цели занятия: 1. Познакомить учащихся с местом Земли в Солнечной системе. 2. Сформировать представление о причинах, вызывающих смену сезонов года. 3. Объяснить причины неравномерности нагрева земной поверхности. 4.Научить решать задачи типа «С»

Слайд 3

Вращение Земли вокруг оси

Слайд 4

Вращение Земли вокруг оси Земля вращается вокруг оси с запада на восток, ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5  Вращение влияет на форму Земли: она сплюснута у полюсов на 22 км. Из-за вращения Земли все движущиеся по её поверхности тела отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном-влево. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи (сутки). Смена часовых поясов.

Слайд 5

Годовое вращение Земли.

Слайд 6

Вращение Земли вокруг Солнца Земля совершает оборот вокруг Солнца за год (365 суток, 6 часов, 9 минут, 9 секунд) Длина орбиты равна 930 млн. км., скорость равна 30 км/сек. Наклон земной оси к плоскости орбиты приводит неравенству дня и ночи на Земле и смене времен года. Дни равноденствия и солнцестояния, ограниченные тропиками и полярными кругами.

Слайд 7

22 июня 22 декабря 23 сентября и 21 марта Распределение Солнечного тепла и света на Земле

Слайд 8

22 декабря

Слайд 9

22 июня

Слайд 10

Освещение Земли Солнцем даты Северное полушарие Южное полушарие 22июня День летнего солнцестояния -лето. Солнце в зените над ст., ( 23,5 0 с.ш.) день длиннее ночи. На спк( 66,5 0 с.ш.) — полярный день в южном полушарии — зима. День короче ночи. За юпк ( 66,5 0 ю.ш ) -полярная ночь 23 сентября Солнце в зените над экватором. День равен ночи. Солнце в зените над экватором. День равен ночи. 22 декабря В северном полушарии — зима. День короче ночи. За спк( 66,5 0 с.ш.) -полярная ночь День зимнего солнцестояния. Солнце в зените над ют., 23,5 0 ю.ш. день длиннее ночи. За юпк ( 66,5 0 ю.ш ) -полярный день 21 марта Солнце в зените над экватором. День равен ночи. Солнце в зените над экватором. День равен ночи.

Слайд 11

А 7 В какой день в Новой Зеландии продолжительность светового дня наибольшая? 1) 21 марта 2) 22 декабря 3) 22 июня 4) 23 сентября

Слайд 12

Примеры задач Задача 1. На какой из параллелей: 30  с. ш., 10  с. ш., на экваторе, 10  ю . ш., 30  ю. ш. – Солнце в полдень будет находиться ниже всего над горизонтом в день, когда Земля находится на орбите в положении, показанном на рисунке цифрой 3? Свой ответ обоснуйте.

Слайд 13

ОТВЕТ: 1. на параллели 30  с. ш. 2. В этот день Солнце находится в зените над Южным тропиком. 3. параллель 30  с. ш. расположена дальше всего от параллели над которой Солнце стоит в зените.

Слайд 14

Определите географические координаты пункта, если известно, что 21 марта в 18 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана в этом пункте полдень , и Солнце находится на высоте 45 ̊ над горизонтом (тень от предметов падает на север) 1) в дни равноденствий высоту полуденного Солнца определяют по формуле: Н= 90 ̊- а, где Н- высота Солнца над горизонтом , а – широта места 90 ̊-45 ̊= 45 ̊с.ш. 2)(18ч-12ч)*15 = 90 ̊з.д.

Слайд 15

Примеры задач: С 6: Определите географические координаты пункта, расположенного в Казахстане, если известно, что 23 сентября в 8 часов утра по солнечному времени Гринвичского меридиана в этом пункте полдень и Солнце находится на высоте 40° над горизонтом. Ход ваших рассуждений запишите.

Слайд 16

Примеры задач: С 6:Определите географические координаты пункта, расположенного в Туркмении, если известно, что 23 сентября в 8 часов утра по солнечному времени Гринвичского меридиана в этом пункте полдень и Солнце находится на высоте 50° над горизонтом. Ход ваших рассуждений запишите.

Слайд 17

С 6:Определите географические координаты точки земного шара, в котором солнце будет находиться в зените, когда в Лондоне празднуют Новый год?

Слайд 18

1) 24ч-12ч= 12 ч 2) 15*12=180 ̊д. 1 января Солнце находится в зените над южным полушарием. 22 декабря Солнце было в зените над южным тропиком С 22 декабря по 1 января прошло 10 дней Зенитальное положение Солнца сместилось на 2,6 ̊ к северу и стало 23,5 ̊ – 2.6 ̊= 20,9 ̊ю.ш.

Слайд 19

С 6: Укажите отрезки двух меридианов , на которых 22 июня в полночь по местному времени меридиана 15 в.д. тень от Солнца падает на юг.

Слайд 20

1) отрезок меридиана 15 в.д. на отрезке от северного полярного круга до северного полюса ( там полярный день, поэтому в полночь тень падает на юг) 2)через 180 ̊ на меридиане 165 ̊з.д.- полдень 3) на меридиане 165 ̊з.д. тень падает на юг от северного тропика( где Солнце в зените) до южного полярного круга(за которым наблюдается полярная ночь)

Слайд 21

Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте России, 1 ноября Солнце раньше (по времени Гринвичского меридиана) поднимется над горизонтом. Запишите обоснование вашего ответа.

Слайд 22

Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте России, 1 мая Солнце раньше (по времени Гринвичского меридиана) поднимется над горизонтом. Запишите обоснование вашего ответа.

Слайд 23

Задание С 6. Нестандартный вариант. Определите, в какой из точек, географические координаты которых указаны в таблице, 15 марта солнце будет находиться выше всего над горизонтом в 18 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана. Запишите обоснование Вашего ответа. Точка Широта Долгота А 50° с.ш . 90° з.д . Б 60° с.ш . 90° з.д . В 50° с.ш . 80° з.д .

Слайд 24

Правильный ответ: 1) Выше всего солнце будет находиться над горизонтом в точке А. В обосновании говорится, что 2) в этот момент на меридиане 90° з.д . – полдень ИЛИ для определения полуденного меридиана используется вычисление (18 – 12) × 15° ИЛИ в ответе говорится, что точка А расположена на полуденном меридиане; 3) точка А расположена южнее точки Б ИЛИ точка А расположена ближе к экватору, чем точка Б ИЛИ говорится, что в Северном полушарии полуденная высота солнца увеличивается при движении в сторону экватора

Слайд 25

Тесты: 1.На какой параллели 22 июня наблюдается полярная ночь? 1) 80  с.ш 3) 45  ю.ш 2) 45  с.ш. 4) 80  ю.ш 2. Солнце бывает в зените над экватором 1) 22 декабря и 21 марта 3) 21 марта и 23 сентября 2) 23 сентября и 22 июня 4) 22 декабря и 22 июня 3. 22 декабря Солнце находится в зените 1) 23,5  с.ш 3) 10  ю.ш 2)10  с.ш 4) 23,5  ю.ш 4. На какой параллели Солнце в течении года бывает в зените 1) 20  ю.ш 2)65  с.ш 3) 40  с.ш 4) 80  ю.ш 5. 22 июня световой день длиннее на 1) северном тропике 2)экваторе 3) южном тропике 4) северном полярном круге 6) на какой из перечисленных параллелей 22 июня световой день короче ночи? 1)60  с.ш 3)2  с.ш. 2) о  .ш 4) 20  ю.ш

Вращение Земли вокруг своей оси

вращение Земли вокруг своей осиНаше планета пребывает в постоянном движении, она вращается вокруг Солнца и собственной оси. Земная ось — воображаемая линия, проведенная от Северного к Южному полюсу(они при вращении остаются без движения) под углом в 66033 по отношению к плоскости Земли. Люди не могут заметить момент вращения, потому что все предметы движутся параллельно, их скорость такая же. Это выглядело бы точно также, как если бы мы плыли на корабле и не замечали движение предметов и объектов на нем находящихся.

Полный оборот вокруг оси завершается в течении одних звездных суток, состоящих из 23 часов 56 минут и 4 секунд. За этот промежуток то одна, то другая сторона планеты поворачивается к Солнцу, получая от него различное количество тепла и света. Помимо этого вращение Земли вокруг оси влияет на её форму (приплюснутые полюса – результат вращения планеты вокруг оси) и на отклонение при движении тел в горизонтальной плоскости (реки, течения и ветра Южного полушария отклоняются влево, Северного – вправо).

Линейная и угловая скорость вращения

вращение Земли

(Вращение Земли)

Линейная скорость вращения Земли вокруг оси — 465 м/с или 1674 км/час в зоне экватора, по мере отдаления от него скорость постепенно замедляется, на Северном и Южном полюсах она равна нулю. Например, для граждан экваториального города Кито (столица Эквадора в Южной Америке) скорость вращения как раз 465 м/с, а для москвичей, живущих на 55-ой параллели к северу от экватора, — 260 м/с (почти в два раза меньше).

Ежегодно скорость вращения вокруг оси снижается на 4 миллисекунды, что связано с влиянием Луны на силу морских и океанических отливов и приливов. Притяжение Луны «тянет» воду в направлении, противоположном к осевому вращению Земли, образуя незначительную силу трения, замедляющую скорость вращения на 4 миллисекунды. Скорость углового вращения остается везде одинаковой, её значение — 15 градусов в час.

Почему день сменяется ночью

смена дня и ночи

(Смена дня и ночи)

Время полного оборота Земли вокруг оси — одни звездные сутки (23 часа 56 минут 4 секунды), за этот временной промежуток освещенная Солнцем сторона сначала находится «во власти» дня, теневая — ночи, а затем наоборот.

Если Земля вращалась бы по другому и одна её сторона была постоянно повернута к Солнцу, то там бы была высокая температура (до 100 градусов Цельсия) и вся вода бы испарилась, на другой бы стороне – наоборот свирепствовали морозы и вода находилась под толстым слоем льда. И первые, и вторые условия были бы неприемлемы для развития жизни и существования человеческого вида.

Почему сменяются времена года

смена времен года на Земле

(Смена времен года на Земле)

Вследствие того что ось наклонена по отношению к земной поверхности под определенным углом, её участки получают в разное время различное количество тепла и света, что обуславливает смену времен года. По астрономическим параметрам, необходимым для определения времени года, за точки отсчета берут некоторые моменты времени: для лета и зимы это Дни солнцестояния (21 июня и 22 декабря), для весны и осени — Равноденствия (20 марта и 23 сентября). С сентября по март Северное полушарие повернуто к Солнцу меньшее количество времени и соответственно получает меньше тепла и света, здравствуй зимушка-зима, Южное полушарие в это время получает много тепла и света, да здравствует лето! Проходит 6 месяцев и Земля переходит на противоположную точку своей орбиты и уже Северное полушарие получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше – наступает лето.

Если бы Земля располагалась по отношению к Солнцу исключительно в вертикальном положении, то времен года вообще бы не существовало, ведь все точки на освещенной Солнцем половине получали бы одинаковое и равномерное количество тепла и света.

«Как называется медленное движение оси вращения земли в пространстве ?» – Яндекс.Знатоки

Движение оси земли делится на два — прецессию и нутацию

Если бы Земля имела форму шара, однородного или состоящего из сферических слоев равной плотности, и являлась бы абсолютно твердым телом, то согласно законам механики направление оси вращения Земли и период ее вращения оставались бы постоянными на протяжении любого промежутка времени.

Однако Земля не имеет точной сферической формы, а близка к сфероиду. Притяжение же сфероида каким-либо материальным телом L (рис. 51) складывается из притяжения F шара, выделенного внутри сфероида (эта сила приложена к центру сфероида), притяжения F1 ближайшей к телу L половины экваториального выступа и притяжения F2 другой, более далекой, половины экваториального выступа. Сила F1 больше силы F2 и поэтому притяжение тела L стремится повернуть ось вращения сфероида РNРS так, чтобы плоскость экватора сфероида совпала с направлением TL (на рис. 51 против часовой стрелки). Из механики известно, что ось вращения PNPS в этом случае будет перемещаться в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой лежат силы F1 и F2 .

На экваториальные выступы сфероидальной Земли действуют силы притяжения от Луны и от Солнца. В результате ось вращения Земли совершает очень сложное движение в пространстве.

Прежде всего, она медленно описывает вокруг оси эклиптики конус, оставаясь все время наклоненной к плоскости движения Земли под углом около 66° 33′ (рис. 52). Это движение земной оси называется прецессионным, период его около 26 000 лет. Вследствие прецессии земной оси полюсы мира за тот же период описывают вокруг полюсов эклиптики малые круги радиусом около 23° 27′. Прецессия, вызываемая действием Солнца и Луны, называется лунно-солнечной прецессией.

Кроме того, ось вращения Земли совершает различные мелкие колебания около своего среднего положения, которые называются нутацией земной оси. Нутационные колебания возникают потому, что прецессионные силы Солнца и Луны (силы F1 и F2 ) непрерывно меняют свою величину и направление;

Самое главное нутационное колебание земной оси имеет период в 18,6 года, равный периоду обращения лунных узлов . Вследствие этого движения земной оси полюсы мира описывают на небесной сфере эллипсы, большие оси которых равны 18”,42, а малые — 13», 72. Кроме того, нутация вызывается и другими, более слабыми силами.

В результате прецессии и нутации земной оси полюсы мира в действительности описывают на небе сложные волнистые линии.

Особенности движения Земли. Движение Земли вокруг Солнца, смена времен года. Вращение Земли вокруг оси. Маятник Фуко. Прецессия и нутация земной оси. Неравномерность вращения Земли.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 26Следующая ⇒

Движение Земли вокруг Солнца

• Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите с эксцентриситетом e = 0,017.

• Перицентр орбиты Земля проходит 3-4 января, апоцентр – 4-5 июля.

• Скорость движения Земли по орбите не равномерна. Вблизи перицентра Земля имеет скорость большую, чем вблизи апоцентра. Средняя скорость <v> = 29,78 км/с.

• Полный оборот вокруг Солнца (относительно звёзд) Земля совершает за звёздный год, составляющий 365,2564 средних солнечных суток. Продолжительность средних солнечных суток на начало 2000 года была равна 86400,002 сек. Продолжительность средних солнечных суток монотонно возрастает на 0,0017 секунды в столетие.

Смена времён года на Земле

• Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом

66034′ = 900 – ε = 900 – 23026′.

• I – положение Земли относительно Солнца в день летнего солнцестояния (δŸ = +ε). Световой поток на широте φ: ФI = Ф0cos(φ – ε).

• II – положения Земли относительно Солнца в дни равноденствий (δŸ = 0). Световой поток на широте φ: ФII = Ф0cos φ.

• III – положение Земли относительно Солнца в день зимнего солнцестояния (δŸ = –ε). Световой поток на широте φ: ФIII = Ф0cos(φ + ε).

• Для широты Минска ФI/ФIII = 3,98. С учетом различной продолжительности дня летом единица поверхности Земли получает ещё большую долю тепловой энергии.

• Из-за малого эксцентриситета в перицентре (зимой) Земля получает на 7%

тепла больше, чем в апоцентре (летом).

Вращение Земли вокруг оси.

• Экваториальный радиус Земли: R0 = 6378 км

• Период вращения Земли: T = 23h56m04s = 86164s

• Линейная скорость вращения точек земного экватора: v0 = 2πR0/T ≈ 465 м/с

• На широте Минска: v = v0cos φ ≈ 273 м/с

• Угловая скорость всех точек земной поверхности одинакова: ω = 7,2921·10–5 рад/с

Маятник Фуко — маятник, используемый для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли.

Впервые публичная демонстрация была осуществлена французским физиком и астрономом Жаком Фуко в 1851 г. в Парижском Пантеоне: под куполом Пантеона он подвесил металлический шар массой 28 кг с закреплённым на нём остриём на стальной проволоке длиной 67 м, крепление маятника позволяло ему свободно колебаться во всех направлениях, под точкой крепления было сделано круговое ограждение диаметром 6 метров, по краю ограждения была насыпана песчаная дорожка таким образом, чтобы маятник в своём движении мог при её пересечении прочерчивать на песке отметки. Чтобы избежать бокового толчка при пуске маятника, его отвели в сторону и привязали верёвкой, после чего верёвку пережгли[1].

Период колебания маятника при такой длине подвеса составлял 16,4 секунд, при каждом колебании отклонение от предыдущего пересечения песчаной дорожки составляло ~3 мм, за час плоскость колебаний маятника повернулась более чем на 11° по часовой стрелке, то есть примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение.

Прецессия и нутация земной оси

• Если бы Земля имела форму однородного шара и была бы абсолютно твёрдым телом, то направление оси вращения Земли и период вращения были бы постоянными.

• Однако Земля имеет форму, близкую к сфероиду (геоид). Притяжение сфероида складывается из притяжения шара (F) и двух выступов (F1 и F2). Т.к. F1 > F2, то притяжение тела L стремится повернуть ось вращения PNPS так, чтобы плоскость экватора сфероида совпала бы с направлением TL. В результате ось вращения будет перемещаться в пространстве.

• Т.к. на экваториальные выступы Земли действуют силы притяжения Луны, Солнца и, в меньшей степени, планет, то ось вращения Земли совершает сложное движение.

• Ось вращения Земли описывает конус вокруг оси эклиптики. Такая лунно-солнечная прецессия совершается с периодом 26 000 лет.

• Ось вращения Земли совершает мелкие колебания около среднего положения, которые называются нутацией земной оси. Нутационные колебания возникают из-за того, что силы F1 и F2 всё время изменяют свою величину и направление. Воздействие этих сил на ось вращения Земли равно нулю, когда Луна и Солнце находятся в плоскости экватора Земли. Главное нутационное колебание земной оси совершается с периодом 18,6 года, и полюсы мира описывают на небесной сфере эллипсы, большие оси которых равны 18,42″, а малые – 13,72″.

• Влияние планет слишком мало и сводится к воздействию на движение Земли вокруг Солнца, т.е. на положение в пространстве земной орбиты, т.е. плоскости эклиптики. Планетная прецессия смещает точку ϒ к востоку на 0,117″ в год.

Неравномерность вращения Земли

• В результате многочисленных исследований было установлено, что угловая скорость вращения Земли непостоянна, т.е. вращение Земли неравномерно.

• Изменения скорости вращения Земли делятся на три типа:

1. Вековые, вызванные тормозящим действием лунных и солнечных приливов. В результате вековых изменений продолжительность одного оборота Земли увеличивалась за последние 2 000 лет в среднем на 0,0023s в столетие.

2. Нерегулярные (или скачкообразные) могут увеличивать или уменьшать продолжительность суток на тысячные доли секунды за время в несколько месяцев. Природа нерегулярных изменений пока достоверно не

установлена (землетрясения и активизация вулканов?).

3. Сезонные (или периодические) изменения вызываются, по-видимому, сезонными перераспределениями воздушных и водных масс на поверхности Земли. В результате сезонных изменений скорости вращения

Земли продолжительность суток в течение года может отличаться от среднего значения за год на ±0,001s. Самые короткие сутки приходятся на июль-август, а самые длинные – на март.

 




Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск