Kad sam bila mala naučila sam to Zemlja se okreće. Moj deda mi je jednom pričao o sunčanom satu i šta je njegov princip. Tako je uobičajeno gledati izlazak i zalazak sunca Ned, ali šta će se dogoditi ako Zemlja će stati?
U kom pravcu se Zemlja okreće?
Sve zavisi kako na to gledate. Relativno Južni pol, globus će se rotirati u smjeru u smjeru kazaljke na satu, a sasvim suprotno na Sjeverni pol. Logično je da se rotacija događa u smjeru istoka - na kraju krajeva, Sunce se pojavljuje s istoka i nestaje na zapadu. Naučnici su otkrili da je planeta postepeno usporava za hiljaditi dio sekunde godišnje. Većina planeta u našem sistemu ima isti smjer rotacije, izuzeci su samo Uran I Venera. Ako Zemlju pogledate iz svemira, možete primijetiti dvije vrste kretanja: oko svoje ose, a oko zvezde - Sunca.
Malo ljudi nije primijetilo whirlpool vode u kupatilu. Ovaj fenomen, uprkos svojoj zajedničkosti, prilično je misterija za naučni svet. Zaista, in Sjeverna hemisfera vrtlog je usmjeren suprotno od kazaljke na satu, a naprotiv - sve je obrnuto. Većina naučnika ovo smatra demonstracijom moći Coriolis(inercija uzrokovana rotacijom Zemlja). Neke druge manifestacije ove sile mogu se navesti u prilog ovoj teoriji:
- V sjevernoj hemisferi vjetrovi centralnog dijela ciklon pušu u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, na jugu - obrnuto;
- lijeva tračnica željeznica najviše se istroši Južna hemisfera , dok je u suprotnom - desno;
- pored reka u Sjeverna hemisfera izrečena desna strma obala, u Južnom je obrnuto.
Šta ako prestane
Zanimljivo je zamisliti šta bi se dogodilo da naša planeta prestaje da se okreće. Za običnog čovjeka to bi bilo ekvivalentno vožnji automobila brzinom od 2000 km/h, a zatim naglo kočenje. Mislim da nema potrebe objašnjavati posljedice takvog događaja, ali to neće biti najgore. Ako jesi u ovom trenutku ekvator, ljudsko tijelo će nastaviti da "leti" brzinom od skoro 500 metara u sekundi, ali oni koji budu imali sreće da budu bliže stubovi, moći ćete preživjeti, ali ne zadugo. Vjetar će postati toliko jak da će sila njegovog djelovanja biti uporediva sa silom eksplozija nuklearne bombe, a trenje vjetra će uzrokovati požari širom planete.
Naša planeta je u stalnom kretanju, okreće se oko Sunca i vlastita osovina. Zemljina osa je zamišljena linija povučena od sjevernog do južnog pola (oni ostaju nepomični tokom rotacije) pod uglom od 66 0 33 ꞌ u odnosu na ravan Zemlje. Ljudi ne mogu primijetiti trenutak rotacije, jer se svi objekti kreću paralelno, njihova brzina je ista. Izgledalo bi potpuno isto kao da plovimo na brodu i ne primjećujemo kretanje predmeta i predmeta na njemu.
Potpuna revolucija oko ose je završena u roku od jednog zvezdanog dana, koji se sastoji od 23 sata 56 minuta i 4 sekunde. Tokom ovog perioda, prvo se jedna ili druga strana planete okreće prema Suncu, primajući od njega različite količine toplote i svetlosti. Osim toga, rotacija Zemlje oko svoje ose utiče na njen oblik (spljošteni polovi su rezultat rotacije planete oko svoje ose) i na odstupanje kada se tela kreću u horizontalnoj ravni (reke, struje i vetrovi južne hemisfere odstupaju od lijevo, sjeverna hemisfera desno).
Linearna i kutna brzina rotacije
(Earth Rotation)
Linearna brzina rotacije Zemlje oko svoje ose je 465 m/s ili 1674 km/h u zoni ekvatora kako se udaljavate od nje, brzina se postepeno usporava, na severnom i južnom polu je nula. Na primjer, za građane ekvatorijalnog grada Kita (glavnog grada Ekvadora u Južna Amerika) brzina rotacije je samo 465 m/s, a za Moskovljane koji žive na 55. paraleli sjeverno od ekvatora - 260 m/s (skoro upola manje).
Svake godine se brzina rotacije oko ose smanjuje za 4 milisekunde, što je posljedica utjecaja Mjeseca na snagu morskih i okeanskih plime. Mjesečeva gravitacija "vuče" vodu u smjeru suprotnom od aksijalne rotacije Zemlje, stvarajući blagu silu trenja koja usporava brzinu rotacije za 4 milisekunde. Brzina ugaone rotacije ostaje svuda ista, njena vrednost je 15 stepeni na sat.
Zašto dan ustupa mjesto noći?
(Promena dana i noći)
Vrijeme potrebno da se Zemlja potpuno okrene oko svoje ose zvezdani dan(23 sata 56 minuta 4 sekunde), u ovom vremenskom periodu strana obasjana Suncem je prvo „u moći“ dana, strana senke je pod kontrolom noći, a zatim obrnuto.
Kada bi Zemlja rotirala drugačije i jedna njena strana bila bi stalno okrenuta prema Suncu, tada bi bila visoka temperatura (do 100 stepeni Celzijusa) i sva voda bi isparila na drugoj strani, naprotiv, bjesnio bi mraz a voda bi bila ispod debelog sloja leda. I prvi i drugi uslov bili bi neprihvatljivi za razvoj života i postojanje ljudske vrste.
Zašto se godišnja doba mijenjaju?
(Promjena godišnjih doba na Zemlji)
Zbog činjenice da je os nagnuta u odnosu na zemljine površine pod određenim uglom, njegovi dijelovi primaju različite količine topline i svjetlosti u različito vrijeme, što uzrokuje smjenu godišnjih doba. Prema astronomskim parametrima neophodnim za određivanje doba godine, određene tačke u vremenu uzimaju se kao referentne tačke: za ljeto i zimu to su dani solsticija (21. jun i 22. decembar), za proljeće i jesen - ravnodnevnice (20. marta). i 23. septembra). Od septembra do marta, sjeverna hemisfera je manje vremena okrenuta prema Suncu i, shodno tome, prima manje topline i svjetlosti, zdravo zima-zimo, južna hemisfera u ovo vrijeme prima mnogo topline i svjetlosti, živjelo ljeto! Prođe 6 meseci i Zemlja se pomera na suprotnu tačku svoje orbite i severna hemisfera prima više toplote i svetlosti, dani postaju duži, Sunce izlazi više - dolazi leto.
Kada bi se Zemlja nalazila u odnosu na Sunce u isključivo vertikalnom položaju, onda godišnja doba uopšte ne bi postojala, jer bi sve tačke na polovini obasjane Suncem primale istu i ujednačenu količinu toplote i svetlosti.
Od davnina ljude je zanimalo zašto noć ustupa mjesto danu, zima u proljeće, a ljeto u jesen. Kasnije, kada su pronađeni odgovori na prva pitanja, naučnici su počeli da pobliže posmatraju Zemlju kao objekat, pokušavajući da otkriju kojom brzinom Zemlja rotira oko Sunca i oko svoje ose.
Pokret Zemlje
Sve nebeska tela su u pokretu, Zemlja nije izuzetak. Štaviše, istovremeno se podvrgava aksijalnom kretanju i kretanju oko Sunca.
Za vizualizaciju kretanja Zemlje, samo pogledajte vrh, koji se istovremeno rotira oko ose i brzo se kreće po podu. Da ovo kretanje ne postoji, Zemlja ne bi bila pogodna za život. Tako bi naša planeta, bez rotacije oko svoje ose, stalno jednom stranom bila okrenuta prema Suncu, na kojoj bi temperatura vazduha dostizala +100 stepeni, a sva voda dostupna u ovom području pretvorila bi se u paru. S druge strane, temperatura bi bila konstantno ispod nule i cijela površina ovog dijela bila bi prekrivena ledom.
Rotaciona orbita
Rotacija oko Sunca prati određenu putanju - orbitu koja se uspostavlja zbog privlačenja Sunca i brzine kretanja naše planete. Kada bi gravitacija bila nekoliko puta jača ili bi brzina bila mnogo manja, tada bi Zemlja pala u Sunce. Šta ako je privlačnost nestala ili se znatno smanjio, tada planeta, vođena svojim centrifugalna sila, odleteo tangencijalno u svemir. Ovo bi bilo slično okretanju predmeta vezanog za konopac iznad glave, a zatim ga naglom otpuštanju.
Zemljina putanja je u obliku elipse, a ne savršenog kruga, a udaljenost do zvijezde varira tijekom godine. U januaru, planeta se približava tački koja je najbliža zvijezdi - zove se perihel - i udaljena je 147 miliona km od zvijezde. A u julu, Zemlja se udaljava od Sunca za 152 miliona km, približavajući se tački koja se zove afel. Smatra se da je prosječna udaljenost 150 miliona km.
Zemlja se kreće u svojoj orbiti od zapada prema istoku, što odgovara smjeru "u suprotnom od kazaljke na satu".
Za 1 okret oko centra Sunčevog sistema, Zemlji je potrebno 365 dana 5 sati 48 minuta 46 sekundi (1 astronomska godina). Ali radi praktičnosti, uobičajeno je računati 365 dana kao kalendarsku godinu, a preostalo vrijeme se "akumulira" i dodaje po jedan dan svakoj prijestupnoj godini.
Orbitalna udaljenost je 942 miliona km. Na osnovu proračuna, brzina Zemlje je 30 km u sekundi ili 107.000 km/h. Za ljude ostaje nevidljiv, jer se svi ljudi i objekti kreću na isti način u koordinatnom sistemu. A ipak je veoma velika. Na primjer, najveća brzina trkačkog automobila je 300 km/h, što je 365 puta sporije od brzine Zemlje koja juri svojom orbitom.
Međutim, vrijednost od 30 km/s nije konstantna zbog činjenice da je orbita elipsa. Brzina naše planete donekle varira tokom putovanja. Najveća razlika se postiže pri prolasku perihela i afela i iznosi 1 km/s. Odnosno, prihvaćena brzina od 30 km/s je prosječna.
Aksijalna rotacija
Zemljina osa je konvencionalna linija koja se može povući od sjevera do južni pol. Prolazi pod uglom od 66°33 u odnosu na ravan naše planete. Jedan obrt se dogodi za 23 sata 56 minuta i 4 sekunde, ovo vrijeme je označeno sideralnim danom.
Glavni rezultat aksijalne rotacije je promjena dana i noći na planeti. Osim toga, zbog ovog kretanja:
- Zemlja ima oblik sa spljoštenim polovima;
- tijela (riječni tokovi, vjetar) koja se kreću u horizontalnoj ravni lagano se pomiču (na južnoj hemisferi - ulijevo, na sjevernoj hemisferi - udesno).
Brzina aksijalnog kretanja u različitim područjima značajno se razlikuje. Najviša na ekvatoru je 465 m/s ili 1674 km/h, naziva se linearna. To je brzina, na primjer, u glavnom gradu Ekvadora. U područjima sjeverno ili južno od ekvatora, brzina rotacije se smanjuje. Na primjer, u Moskvi je skoro 2 puta niža. Ove brzine se nazivaju ugaone, njihov indikator postaje manji kako se približavaju polovima. Na samim polovima brzina je nula, odnosno polovi su jedini dijelovi planete koji su bez kretanja u odnosu na osu.
To je položaj ose pod određenim kutom koji određuje promjenu godišnjih doba. U ovom položaju različita područja planete primaju nejednake količine topline u različito vrijeme. Kada bi se naša planeta nalazila striktno okomito u odnosu na Sunce, onda ne bi bilo godišnjih doba, jer su sjeverne geografske širine osvijetljene svjetiljkom tokom dana primale istu količinu topline i svjetlosti kao i južne geografske širine.
Sljedeći faktori utiču na aksijalnu rotaciju:
- sezonske promjene (padavine, atmosfersko kretanje);
- plimni talasi protiv pravca aksijalnog kretanja.
Ovi faktori usporavaju planetu, zbog čega se njena brzina smanjuje. Stopa ovog smanjenja je vrlo mala, samo 1 sekunda u 40.000 godina, međutim, za 1 milijardu godina, dan se produžio sa 17 na 24 sata;
Kretanje Zemlje se nastavlja proučavati do danas.. Ovi podaci pomažu u sastavljanju preciznijih mapa zvijezda, kao i utvrđivanju povezanosti ovog kretanja s prirodnim procesima na našoj planeti.
Datum: 25.10.2015
Naša planeta prolazi kroz nekoliko tipova kretanja istovremeno:
- oko svoje ose - promena dana i noći(potpuna rotacija se dešava za 23 sata 56 minuta i 4 sekunde)
- u orbiti oko Sunca - promjena godišnjih doba(potpuna rotacija se dešava za 365 dana i 6 sati)
- sa svih strana solarni sistem- okolo galaktički centar,
- oko centra Univerzuma.
Osim toga, Zemlja se kreće zajedno sa svojim prirodnim satelitom - Mjesecom - oko njihovog zajedničkog centra mase. Mi ne osjećamo ta kretanja, jer se krećemo sa Zemljom, a u odnosu na nas ona ostaje nepomična.
Zemlja se, kao i druge planete, kreće oko Sunca. Ovaj put Zemlje se zove orbita. Zemljina orbita je elipsa, bliska kružnici, sa Suncem u jednom od njegovih fokusa.
Udaljenost od Zemlje do Sunca varira tokom godine od 147 miliona km - u perihelu (u januaru) - do 152 miliona km - u afelu (u julu). Dužina orbite je više od 980 miliona km.
Brzina Zemljine orbite oko Sunca je 29,76 km/s. Zemlja putuje ovim putem 365 dana i 6 sati, tako da je dužina normalne godine 365 dana, a “dodatni” sati svake četiri godine su dodatni dan 29. februara. Takva godina traje 366 dana i naziva se prijestupnom.. Prijestupna godina mora biti djeljiva sa 4 bez ostatka, po ovom znaku je lako prepoznati.
Zemljina osa je stalno nagnuta prema Zemljinoj orbitalnoj ravni pod uglom od 66,5°. Stoga, pri kretanju u orbiti, sjeverna i južna hemisfera su neravnomjerno osvijetljene Suncem.
Ugao upada sunčeve svjetlosti na sjevernoj hemisferi najveći je u junu, a najmanji u decembru. Na južnoj hemisferi je suprotno. Zbog toga se Zemljina površina zagrijava neravnomjerno, jer zagrijavanje u velikoj mjeri ovisi o kutu upada sunčevih zraka.
Dvaput godišnje 21. marta I 23. septembar, on ekvator, koji razdvaja dvije hemisfere, dolazi do vertikalnog priliva sunčevih zraka (Sunce je u zenitu). U to vrijeme se obje hemisfere podjednako zagrijavaju, zbog čega se primjećuju prijelazna godišnja doba - proljeće i jesen.
Karakteristični položaji Zemlje u solarnoj orbiti
|
Datum |
||||
|
Lokacija Sunca u zenitu |
Northern Tropic |
Ekvator |
South Tropic |
Ekvator |
|
Dužina dana na sjevernoj hemisferi |
Dan je duži od noći |
Dan jednako noć |
Dan je kraći od noći |
Dan jednako noć |
|
Polarni dan |
Iza arktičkog kruga |
Iza antarktičkog kruga |
||
|
Položaj Sunca na sjevernoj hemisferi |
Ljetni solsticij |
Jesenski ekvinocij |
Zimski solsticij |
Proljetni ekvinocij |
|
Položaj Sunca na južnoj hemisferi |
Zimski solsticij |
Proljetni ekvinocij |
Ljetni solsticij |
Jesenski ekvinocij |
Kretanje Zemlje po orbiti i nagib njene ose rotacije dovode do pravilne promene godišnjih doba i postojanja svetlosnih pojaseva ( termalne zone), koji su osnova klimatske zonalnosti i prirodne zonalnosti uopšte.
Tropi i polarni krugovi razgraničavaju Zemljinu površinu na pet zona osvjetljenja, odnosno termalnih zona - teritorija koje se međusobno razlikuju po visini podnevnog položaja Sunca iznad horizonta, dužini dana i, shodno tome, temperaturnim uslovima .
Hot belt laži između tropskih krajeva. Unutar svojih granica, Sunce je dva puta godišnje u zenitu, u tropima - jednom godišnje, na dane solsticija (i po tome se razlikuju od svih paralela). U ovoj zoni dužina dana i noći se malo razlikuje. Topla zona zauzima cca. 40% zemljine površine.
Umjereni pojasevi (sjeverni i južni) nalazi između tropa i polarnih krugova. Sunce u njima nikada nije u zenitu. Tokom dana uvijek dolazi do promjene dana i noći, a njihovo trajanje zavisi od geografske širine i doba godine. U blizini polarnih krugova (od 60° do 66,5°) ljeti postoje svijetle, takozvane „bijele noći sa sumračnim osvjetljenjem zbog spajanja zvijezde večernje sa zvijezdom jutarnjom, budući da Sunce zalazi kratko i nedaleko od horizont. Područje umjerenih zona je 52% zemljine površine.
Hladni pojasevi (sjeverni i južni) - sjeverno od sjevernog i južno od južnih polarnih krugova. Odlikuje ih prisustvo polarnih dana i noći, čije trajanje se povećava od jednog dana - u polarnim krugovima - do šest mjeseci - na polovima. Područje hladnih pojaseva - 8% zemljine površine.
Kao rezultat ove rotacije, Zemlja doživljava ciklus dana i noći, budući da Sunce obasjava samo jednu stranu Zemlje.
Dan- ovo je vremenski period tokom kojeg Zemlja napravi potpunu revoluciju oko svoje ose. Naša planeta obavi takvu revoluciju za 23 sata 56 minuta i 4 sekunde (zbog pogodnosti smatramo da u danu ima 24 sata). U različitim tačkama Zemljine površine brzina rotacije je različita. Maksimalna je na ekvatoru - zamišljena linija jednako udaljena od polova, a na polovima je nula. Glavni grad Ukrajine - Kijev - rotira oko Zemljine ose brzinom od približno 260 m/s.
Važno posljedica Zemljina aksijalna rotacija je odstupanja protoka horizontalno kretanje (vjetar, morske struje itd.), iz njihovog prvobitnog pravca: na sjevernoj hemisferi - desno, na južnoj hemisferi - lijevo(ovo je rezultat uticaja jedne od sila inercije, tzv Coriolisova sila u čast francuskog naučnika koji je prvi objasnio ovaj fenomen). Prema zakonu inercije, svo se meso raspada, nastojeći zadržati nepromijenjeni smjer i brzinu kretanja u prostoru.
Devijacija- rezultat činjenice da tijelo učestvuje i u translaciji i rotaciono kretanje. Budući da je Coriolisova sila koja djeluje na tijelo proporcionalna sinusu geografska širina njegova lokacija, na ekvatoru je devijacija nula. Kako se približavate polovima, odstupanje se povećava i postaje najveće na polovima.
Rotacija Zemlje oko svoje ose i povezana promena dana i noći stvara dnevni ritam žive i nežive prirode. Cirkadijalni ritam je uglavnom vezan za svjetlosne i temperaturne uslove. Dnevno variranje temperature, dnevni i noćni povjetarac i sl. Vrlo je jasno izražen dnevni ritam žive prirode. Poznato je da je fotosinteza moguća samo tokom dana, te da mnogi cvjetovi cvjetaju u različito vrijeme. Životinje se dijele na noćne i one koje postaju aktivne tokom dana. Ljudski život takođe teče u cirkadijanskom ritmu. Dnevna rotacija Zemlje uzrokuje promjene u plimi i oseci.
Sjećam se trenutka iz školskih godina kada mi je majka prišla i okrenula moj školski globus za 360 stepeni. Onda me je pitala: „Znaš li, sine, koliko sati je potrebno da se okrene? globus oko svoje ose"Razmislio sam o tome, a ona je nastavila: "Ali otvori udžbenik geografije i saznaj, poslušala sam njen savjet i otkrila nešto o čemu ranije nisam znala."
Koliko vremena je potrebno da se Zemlja okrene oko sebe?
Naša planeta obavi punu revoluciju oko svoje ose za tačno 24 sata. Tako dan prolazi. Oni se zovu "sunčano" danima.
Sama planeta rotira od zapada ka istoku. I kada se posmatra sa sjeverni pol ekliptika (ili sa North Star) dolazi do rotacije suprotno od kazaljke na satu.
To je zahvaljujući ovom kruženju smjena dana i noći. Uostalom, jedna polovina je obasjana sunčevim zracima, dok druga ostaje u hladu.
Osim toga, rotaciju planete olakšavaju odstupanja pokretnih struja (na primjer, rijeka ili vjetrova) na sjevernoj hemisferi - udesno, a na južnoj - ulijevo.
Istorija ideja o dnevnoj rotaciji Zemlje
IN različita vremena ljudi su pokušali da objasne promjenu dana na svoj način. Hipoteze su često zamjenjivale jedna drugu svaki drevni narod imao je svoju teoriju:
- dato je najranije objašnjenje dnevne promjene neba za vreme Pitagore. Vjerovalo se da je Zemlja u Philolausovom svjetskom sistemu napravila određena kretanja. Ali oni nisu bili rotacijski, nego progresivan. I ova kretanja su se odvijala kroz takozvanu „Centralnu vatru“;
- prvi od drevnih astronoma koji je tvrdio da je naša planeta upravo rotira, postao indijski naučnik Aryabhata(koji su živeli krajem petog veka - početkom šestog);
- zatim, u drugoj polovini 19.st. U Evropi su vođene detaljnije rasprave o mogućnostima kretanja Zemlje. O tome su najviše pisali pariski naučnici kao npr Jean Buridan, Nikolay Orem I Albert Saksonski;
- 1543. poznat Nikola Kopernik već napisao tvoj posao„O rotaciji nebeske sfere» , što su podržavali mnogi astronomi tog vremena;
- i kasnije Galileo Galileiformulisao fundamentalnu princip relativnosti. On je to tvrdio kretanje Zemlje (ili bilo kojeg drugog objekta) ni na koji način ne utiče na unutrašnje i vanjske procese koji su u toku.
To su bile glavne faze u razvoju hipoteze o rotaciji naše planete. Razumijevanje problema povezanih s ovom temom doprinijelo je otkriću mnogih zakonima mehanike i porijeklo nova kosmologija.