Koľko dní sa Zem otáča okolo svojej osi? Rýchlosť rotácie Zeme okolo Slnka

Keď som bol malý, naučil som sa to Zem sa otáča. Môj starý otec mi raz rozprával o slnečných hodinách a o ich princípe. Je tak bežné sledovať východ a západ slnka Slnko, ale čo sa stane, ak Zem sa zastaví?

Ktorým smerom sa Zem otáča?

Všetko závisí od toho, ako sa na to pozeráte. Relatívne Južný pól, zemeguľa sa otočí v smere v smere hodinových ručičiek, a práve naopak na Severný pól. Je logické, že k rotácii dochádza v smere východu – Slnko sa predsa objavuje z východu a mizne na západe. Vedci zistili, že planéta je postupne spomaľuje o tisíciny sekundy za rok. Väčšina planét v našej sústave má rovnaký smer rotácie, až na výnimky Urán A Venuša. Ak sa pozriete na Zem z vesmíru, môžete si všimnúť dva typy pohybu: okolo svojej osi a okolo hviezdy - Slnka.

Málokto si to nevšimol vírivka voda v kúpeľni. Tento jav je napriek svojej spoločnej podobnosti pre vedecký svet dosť záhadou. Skutočne, v Severná pologuľa vírivka smeruje proti smeru hodinových ručičiek, a naopak - všetko je naopak. Väčšina vedcov to považuje za prejav sily Coriolis(zotrvačnosť spôsobená rotáciou Zem). V prospech tejto teórie možno uviesť niektoré ďalšie prejavy tejto sily:

V severnej pologuli centrálne vetry cyklón fúkajú proti smeru hodinových ručičiek, na juhu - naopak;
ľavá koľajnica železnice sa najviac opotrebováva Južná pologuľa , zatiaľ čo v opačnom - vpravo;

pri riekach v Severná pologuľa vyslovený pravý strmý breh, v Južnom je to naopak.

Čo ak prestane

Je zaujímavé si predstaviť, čo by sa stalo, keby naša planéta prestane rotovať. Pre bežného človeka by to bolo ekvivalentné jazde autom rýchlosťou 2000 km/h a potom náhle brzdenie. Myslím si, že dôsledky takejto udalosti netreba vysvetľovať, ale to nebude to najhoršie. Ak ste v tejto chvíli rovníkľudské telo bude naďalej „lietať“ rýchlosťou takmer 500 metrov za sekundu, avšak tí, ktorí majú to šťastie, že sú bližšie palice, budete môcť prežiť, ale nie dlho. Vietor zosilnie natoľko, že sila jeho pôsobenia bude porovnateľná so silou výbuch jadrovej bomby a spôsobí trenie vetra požiare po celej planéte.

Naša planéta je v neustálom pohybe, točí sa okolo Slnka a vlastnej osi. Zemská os je imaginárna čiara vedená od severného k južnému pólu (počas rotácie zostávajú nehybné) pod uhlom 66 0 33 ꞌ vzhľadom k rovine Zeme. Ľudia si nedokážu všimnúť moment rotácie, pretože všetky predmety sa pohybujú paralelne, ich rýchlosť je rovnaká. Vyzeralo by to úplne rovnako, ako keby sme sa plavili na lodi a nevnímali pohyb predmetov a predmetov na nej.

Celá otáčka okolo osi je dokončená v priebehu jedného hviezdneho dňa, ktorý pozostáva z 23 hodín 56 minút a 4 sekúnd. Počas tohto obdobia sa prvá alebo druhá strana planéty otočí smerom k Slnku, pričom od neho prijíma rôzne množstvá tepla a svetla. Okrem toho rotácia Zeme okolo svojej osi ovplyvňuje jej tvar (sploštené póly sú výsledkom rotácie planéty okolo jej osi) a odchýlku pri pohybe telies v horizontálnej rovine (rieky, prúdy a vetry južnej pologule sa odchyľujú do vľavo od severnej pologule vpravo).

Lineárna a uhlová rýchlosť otáčania

(Rotácia Zeme)

Lineárna rýchlosť rotácie Zeme okolo svojej osi je 465 m/s alebo 1674 km/h v rovníkovej zóne, ako sa od nej vzďaľujete, rýchlosť sa postupne spomaľuje, na severnom a južnom póle je nulová; Napríklad pre občanov rovníkového mesta Quito (hlavné mesto Ekvádoru v r Južná Amerika) rýchlosť rotácie je len 465 m/s a pre Moskovčanov žijúcich na 55. rovnobežke severne od rovníka - 260 m/s (takmer o polovicu menej).

Každý rok sa rýchlosť rotácie okolo osi zníži o 4 milisekundy, čo je spôsobené vplyvom Mesiaca na silu morského a oceánskeho prílivu a odlivu. Gravitácia Mesiaca „ťahá“ vodu opačným smerom ako je osová rotácia Zeme, čím vzniká mierna trecia sila, ktorá spomalí rýchlosť rotácie o 4 milisekundy. Rýchlosť uhlovej rotácie zostáva všade rovnaká, jej hodnota je 15 stupňov za hodinu.

Prečo deň ustupuje noci?

(Zmena dňa a noci)

Čas potrebný na úplné otočenie Zeme okolo svojej osi je hviezdny deň(23 hodín 56 minút 4 sekundy), počas tohto časového úseku je strana osvetlená Slnkom najskôr „v moci“ dňa, strana tieňa je pod kontrolou noci a potom naopak.

Ak by sa Zem otáčala inak a jedna jej strana by bola neustále otočená k Slnku, tak by bola vysoká teplota (až 100 stupňov Celzia) a všetka voda by sa na druhej strane vyparila, naopak mráz by bol zúrila a voda by bola pod hrubou vrstvou ľadu. Prvá aj druhá podmienka by bola pre rozvoj života a existenciu ľudského druhu neprijateľná.

Prečo sa ročné obdobia menia?

(Zmena ročných období na Zemi)

Vzhľadom k tomu, že os je naklonená vzhľadom na zemského povrchu pod určitým uhlom dostávajú jeho úseky v rôznych časoch rôzne množstvo tepla a svetla, čo spôsobuje striedanie ročných období. Podľa astronomických parametrov potrebných na určenie ročného obdobia sa určité časové body berú ako referenčné body: pre leto a zimu sú to dni slnovratu (21. júna a 22. decembra), pre jar a jeseň - rovnodennosti (20. a 23. septembra). Od septembra do marca je severná pologuľa obrátená k Slnku kratšiu dobu, a preto dostáva menej tepla a svetla, ahoj zima-zima, južná pologuľa v tomto čase dostáva veľa tepla a svetla, nech žije leto! Prejde 6 mesiacov a Zem sa presunie do opačného bodu svojej obežnej dráhy a severná pologuľa dostane viac tepla a svetla, dni sa predĺžia, Slnko vyjde vyššie – príde leto.

Ak by sa Zem nachádzala vo vzťahu k Slnku vo výlučne vertikálnej polohe, potom by ročné obdobia vôbec neexistovali, pretože všetky body na polovici osvetlenej Slnkom by dostávali rovnaké a rovnomerné množstvo tepla a svetla.

Odpradávna sa ľudia zaujímali o to, prečo noc ustupuje dňu, zima na jar a leto na jeseň. Neskôr, keď sa našli odpovede na prvé otázky, sa vedci začali bližšie zaoberať Zemou ako objektom a snažili sa zistiť, akou rýchlosťou sa Zem otáča okolo Slnka a okolo svojej osi.

Pohyb Zeme

Všetky nebeských telies sú v pohybe, Zem nie je výnimkou. Okrem toho súčasne prechádza axiálnym pohybom a pohybom okolo Slnka.

Pre vizualizáciu pohybu Zeme, stačí sa pozrieť na vrch, ktorý sa súčasne otáča okolo osi a rýchlo sa pohybuje po podlahe. Ak by tento pohyb neexistoval, Zem by nebola vhodná na život. Naša planéta by teda bez rotácie okolo svojej osi bola neustále otočená k Slnku jednou stranou, na ktorej by teplota vzduchu dosahovala +100 stupňov a všetka voda dostupná v tejto oblasti by sa zmenila na paru. Na druhej strane by bola teplota neustále pod nulou a celý povrch tejto časti by bol pokrytý ľadom.

Rotačná dráha

Rotácia okolo Slnka sleduje určitú trajektóriu - obežnú dráhu, ktorá je stanovená v dôsledku príťažlivosti Slnka a rýchlosti pohybu našej planéty. Ak by bola gravitácia niekoľkonásobne silnejšia alebo rýchlosť oveľa nižšia, potom by Zem spadla do Slnka. Čo keby atrakcia zmizla alebo sa výrazne znížila, potom planéta, poháňaná jej odstredivá sila, odletel tangenciálne do vesmíru. Bolo by to podobné, ako keď nad hlavou roztočíte predmet uviazaný na lane a potom ho náhle uvoľníte.

Dráha Zeme má skôr tvar elipsy než dokonalého kruhu a vzdialenosť k hviezde sa počas roka mení. V januári sa planéta priblíži k bodu najbližšie k hviezde – nazýva sa perihélium – a je od hviezdy vzdialená 147 miliónov km. A v júli sa Zem vzdiali od Slnka o 152 miliónov km a blíži sa k bodu nazývanému aphelion. Priemerná vzdialenosť sa považuje za 150 miliónov km.

Zem sa pohybuje na svojej obežnej dráhe zo západu na východ, čo zodpovedá smeru „proti smeru hodinových ručičiek“.

Na 1 otáčku okolo stredu slnečnej sústavy potrebuje Zem 365 dní 5 hodín 48 minút 46 sekúnd (1 astronomický rok). Pre pohodlie je však zvykom počítať 365 dní ako kalendárny rok a zostávajúci čas sa „akumuluje“ a pridáva jeden deň ku každému priestupnému roku.

Obežná vzdialenosť je 942 miliónov km. Na základe výpočtov je rýchlosť Zeme 30 km za sekundu alebo 107 000 km/h. Pre ľudí zostáva neviditeľný, pretože všetci ľudia a predmety sa v súradnicovom systéme pohybujú rovnakým spôsobom. A predsa je veľmi veľký. Napríklad najvyššia rýchlosť pretekárskeho auta je 300 km/h, čo je 365-krát pomalšie ako rýchlosť Zeme rútiacej sa po svojej obežnej dráhe.

Hodnota 30 km/s však nie je konštantná vzhľadom na to, že obežná dráha je elipsa. Rýchlosť našej planéty počas cesty mierne kolíše. Najväčší rozdiel sa dosiahne pri prejazde bodov perihélia a afélia a je 1 km/s. To znamená, že akceptovaná rýchlosť 30 km/s je priemerná.

Axiálne otáčanie

Zemská os je konvenčná čiara, ktorú možno nakresliť zo severu na južný pól. Prechádza pod uhlom 66°33 vzhľadom k rovine našej planéty. Jedna otáčka nastane za 23 hodín 56 minút a 4 sekúnd, tento čas je určený hviezdnym dňom.

Hlavným výsledkom axiálnej rotácie je zmena dňa a noci na planéte. Okrem toho v dôsledku tohto pohybu:

Zem má tvar so sploštenými pólmi;
telesá (toky riek, vietor) pohybujúce sa v horizontálnej rovine sa mierne posúvajú (na južnej pologuli - doľava, na severnej pologuli - doprava).

Rýchlosť axiálneho pohybu v rôznych oblastiach sa výrazne líši. Najvyššia na rovníku je 465 m/s alebo 1674 km/h, nazýva sa lineárna. Taká je rýchlosť napríklad v hlavnom meste Ekvádoru. V oblastiach severne alebo južne od rovníka sa rýchlosť otáčania znižuje. Napríklad v Moskve je takmer 2-krát nižšia. Tieto rýchlosti sa nazývajú uhlové, ich indikátor sa pri približovaní k pólom zmenšuje. Na samotných póloch je rýchlosť nulová, to znamená, že póly sú jediné časti planéty, ktoré sú bez pohybu vzhľadom na os.

Práve umiestnenie osi pod určitým uhlom určuje striedanie ročných období. V tejto polohe dostávajú rôzne oblasti planéty nerovnaké množstvá tepla v rôznych časoch. Ak by bola naša planéta umiestnená striktne vertikálne vzhľadom na Slnko, potom by neexistovali žiadne ročné obdobia, pretože severné zemepisné šírky osvetlené svietidlom počas dňa dostávali rovnaké množstvo tepla a svetla ako južné zemepisné šírky.

Axiálnu rotáciu ovplyvňujú tieto faktory:

sezónne zmeny (zrážky, atmosférický pohyb);
prílivové vlny proti smeru axiálneho pohybu.

Tieto faktory spomaľujú planétu, v dôsledku čoho sa jej rýchlosť znižuje. Rýchlosť tohto poklesu je veľmi malá, iba 1 sekunda za 40 000 rokov, avšak za 1 miliardu rokov sa deň predĺžil zo 17 na 24 hodín.

Pohyb Zeme sa dodnes skúma.. Tieto údaje pomáhajú zostaviť presnejšie hviezdne mapy, ako aj určiť súvislosť tohto pohybu s prírodnými procesmi na našej planéte.

dátum: 25.10.2015

Naša planéta prechádza niekoľkými typmi pohybu súčasne:

okolo svojej osi - zmena dňa a noci(úplná rotácia nastane za 23 hodín 56 minút a 4 sekúnd)
na obežnej dráhe okolo Slnka – striedanie ročných období(úplná rotácia nastane za 365 dní a 6 hodín)
zo všetkých strán slnečná sústava- okolo galaktický stred,
okolo stredu Vesmíru.

Okrem toho sa Zem pohybuje spolu so svojím prirodzeným satelitom – Mesiacom – okolo ich spoločného ťažiska. Tieto pohyby necítime, keďže sa pohybujeme so Zemou a tá vo vzťahu k nám zostáva nehybná.

Zem, podobne ako iné planéty, sa pohybuje okolo Slnka. Táto cesta Zeme sa nazýva obežná dráha. Obežná dráha Zeme je elipsa, blízko kruhu, so Slnkom v jednom zo svojich ohniskov.

Vzdialenosť od Zeme k Slnku sa počas roka mení od 147 miliónov km - v perihéliu (v januári) - po 152 miliónov km - v aféliu (v júli). Dĺžka obežnej dráhy je viac ako 980 miliónov km.

Rýchlosť obehu Zeme okolo Slnka je 29,76 km/s. Zem prechádza touto cestou 365 dní a 6 hodín, takže dĺžka bežného roka je 365 dní a „extra“ hodiny každé štyri roky sú ďalším dňom 29. februára. Takýto rok trvá 366 dní a nazýva sa priestupný rok.. Priestupný rok musí byť deliteľný 4 bezo zvyšku;

Zemská os je neustále naklonená k rovine obežnej dráhy Zeme pod uhlom 66,5°. Preto pri pohybe na obežnej dráhe je severná a južná pologuľa osvetlená Slnkom nerovnomerne.

Uhol dopadu slnečného svetla na severnej pologuli je najväčší v júni a najmenší v decembri. Na južnej pologuli je opak pravdou. Preto sa povrch Zeme zahrieva nerovnomerne, pretože zahrievanie do značnej miery závisí od uhla dopadu slnečných lúčov.

Dvakrát do roka 21. marec A 23. septembra, na rovník, ktorý oddeľuje obe hemisféry, dochádza k vertikálnemu prílevu slnečných lúčov (slnko je za zenitom). V tomto čase sa obe hemisféry zahrievajú rovnako, a preto sa pozorujú prechodné obdobia - jar a jeseň.

Charakteristické polohy Zeme na obežnej dráhe Slnka

Dátum
Umiestnenie Slnka v zenite	Severný obratník	Equator	Južný obratník	Equator
Dĺžka dňa na severnej pologuli	Deň je dlhší ako noc	Deň sa rovná noci	Deň je kratší ako noc	Deň sa rovná noci
Polárny deň	Za polárnym kruhom		Za antarktickým kruhom
Poloha Slnka na severnej pologuli	Letný slnovrat	Jesenná rovnodennosť	Zimný slnovrat	Jarná rovnodennosť
Poloha Slnka na južnej pologuli	Zimný slnovrat	Jarná rovnodennosť	Letný slnovrat	Jesenná rovnodennosť

Pohyb Zeme na obežnej dráhe a sklon jej rotačnej osi vedú k pravidelnej zmene ročných období a existencii svetelných pásov ( tepelné zóny), ktoré sú základom klimatickej zonácie a prirodzenej zonácie vôbec.

Trópy a polárne kruhy vymedzujú zemský povrch do piatich zón osvetlenia alebo tepelných zón - území, ktoré sa navzájom líšia výškou poludňajšej polohy Slnka nad obzorom, dĺžkou dňa a podľa toho aj teplotnými podmienkami. .

Horúci pás klamstvá medzi trópy. V rámci svojich hraníc je Slnko v zenite dvakrát do roka, v trópoch - raz za rok, v dňoch slnovratov (a v tom sa líšia od všetkých paralel). V tejto zóne sa dĺžka dňa a noci len málo líši. Horúca zóna zaberá cca. 40 % zemského povrchu.

Mierne pásma (severné a južné) nachádza medzi obratníkmi a polárnymi kruhmi. Slnko v nich nikdy nie je za zenitom. Počas dňa vždy dochádza k zmene dňa a noci a ich trvanie závisí od zemepisnej šírky a ročného obdobia. V blízkosti polárnych kruhov (od 60° do 66,5°) sú v lete jasné, takzvané „biele noci so súmrakovým osvetlením v dôsledku splynutia večernice s rannou hviezdou, keďže Slnko zapadá nakrátko a neďaleko. horizont. Oblasť miernych pásiem je 52 % zemského povrchu.

Studené pásy (severné a južné) - severne od severných a južných polárnych kruhov. Vyznačujú sa prítomnosťou polárnych dní a nocí, ktorých trvanie sa zvyšuje z jedného dňa - v polárnych kruhoch - na šesť mesiacov - na póloch. Oblasť studených pásov - 8% zemského povrchu.

V dôsledku tejto rotácie Zem zažíva cyklus dňa a noci, pretože Slnko osvetľuje iba jednu stranu Zeme.

deň- toto je časový úsek, počas ktorého Zem vykoná úplnú rotáciu okolo svojej osi. Naša planéta dokončí takúto revolúciu za 23 hodín 56 minút 4 sekundy (pre zjednodušenie uvažujeme, že deň má 24 hodín). Na rôznych miestach zemského povrchu je rýchlosť rotácie rôzna. Maximálny je na rovníku - pomyselnej čiare rovnako vzdialenej od pólov a na póloch je nula. Hlavné mesto Ukrajiny – Kyjev – sa otáča okolo zemskej osi rýchlosťou približne 260 m/s.

Dôležité dôsledkom axiálna rotácia Zeme je odchýlky prietoku pohybujúce sa vodorovne (vietor, morské prúdy atď.), z ich pôvodného smeru: na severnej pologuli - vpravo, na južnej pologuli - vľavo(je to výsledok vplyvu jednej zo zotrvačných síl, tzv Coriolisova sila na počesť francúzskeho vedca, ktorý ako prvý vysvetlil tento jav). Podľa zákona zotrvačnosti sa všetko mäso rozpadá a snaží sa zachovať nezmenený smer a rýchlosť svojho pohybu v priestore.

Odchýlka- výsledok toho, že telo sa podieľa na translačných aj rotačný pohyb. Keďže Coriolisova sila pôsobiaca na teleso je úmerná sínusu zemepisnej šírky jeho umiestnenie, na rovníku je odchýlka nulová. Keď sa približujete k pólom, odchýlka sa zvyšuje a stáva sa najväčšou na póloch.

Rotácia Zeme okolo svojej osi a s tým spojená zmena dňa a noci vytvára denný rytmus živej a neživej prírody. Cirkadiánny rytmus súvisí najmä so svetelnými a teplotnými podmienkami. Každodenné kolísanie teplôt, denné a nočné vánky atď. sú dobre známe. Denný rytmus živej prírody sa prejavuje veľmi zreteľne. Je známe, že fotosyntéza je možná iba počas dňa a že veľa kvetov kvitne v rôznych časoch. Zvieratá sa delia na nočné a tie, ktoré sa stávajú aktívnymi počas dňa. Aj ľudský život plynie v cirkadiánnom rytme. Denná rotácia Zeme spôsobuje zmeny prílivu a odlivu.

Pamätám si moment zo školských rokov, keď ku mne prišla mama a otočila môj školský glóbus o 360 stupňov. Potom sa ma spýtala: „Vieš, synu, koľko hodín trvá otočenie? zemegule okolo svojej osi?" Zamyslel som sa a ona pokračovala: "Ale otvor učebnicu zemepisu a zisti to." Sledoval som jej radu a objavil som niečo, o čom som predtým nevedel. Takže...

Ako dlho trvá, kým sa Zem otočí okolo seba?

Naša planéta dokončí úplnú revolúciu okolo svojej osi presne za 24 hodín. Deň teda plynie. Sú tzv "slnečný" dní.

Samotná planéta sa otáča zo západu na východ. A pri pozorovaní s severný pól ekliptika (alebo s Polárka) dochádza k rotácii proti smeru hodinových ručičiek.

Práve vďaka tomuto krúženiu striedanie dní a nocí. Jedna polovica je totiž osvetlená slnečnými lúčmi, zatiaľ čo druhá zostáva v tieni.

Okrem toho je rotácia planéty uľahčená odchýlkami pohybujúcich sa prúdov (napríklad riek alebo vetrov) na severnej pologuli - vpravo a na južnej - vľavo.

História myšlienok o dennej rotácii Zeme

IN rôzne časyľudia sa snažili vysvetliť zmenu dňa po svojom. Hypotézy sa často navzájom nahrádzali, každý staroveký národ mal svoju vlastnú teóriu:

bolo podané najskoršie vysvetlenie každodennej zmeny oblohy za čias Pytagorasa. Verilo sa, že Zem vo svetovom systéme Philolaus vykonáva určité pohyby. Ale neboli rotačné, ale progresívne. A tieto pohyby sa diali cez takzvaný „Centrálny oheň“;
prvý zo starovekých astronómov, ktorý tvrdil, že naša planéta je presne taká sa otáča, sa stal indickým vedcom Aryabhata(ktorý žil koncom piateho storočia - začiatkom šiesteho);
potom, v druhej polovici 19. storočia, V Európe sa viedli podrobnejšie diskusie o možnostiach pohybov Zeme. Najviac sa o tom písalo parížski vedci ako napr Jean Buridan, Nikolaj Orem A Albert Saský;
v roku 1543 slávny Mikuláš Koperník už napísal svoju prácu„O rotácii nebeské sféry» , ktorý bol podporovaný mnohými astronómami tej doby;
a neskôr Galileo Galileisformuloval zásadný princíp relativity. To tvrdil pohyb Zeme (alebo akéhokoľvek iného objektu) nijako neovplyvňuje prebiehajúce vnútorné a vonkajšie procesy.

To boli hlavné etapy vývoja hypotézy o rotácii našej planéty. Práve pochopenie problémov spojených s touto témou prispelo k objaveniu mnohých zákony mechaniky a pôvod nová kozmológia.