Что значит вращение земли вокруг своей оси

Почему Земля вращается вокруг своей оси?

Движение планеты по орбите определено двумя причинами:
— линейной инерцией движения (оно стремится к прямолинейному — касательному)
и силой гравитации Солнца.

Именно сила гравитации будет изменять направление движение от прямолинейного до кругового и это изменение вектора движения и будет приводить к вращению планеты. И силы гравитации, приложенные к меньшему радиусу, будут действовать
на планету сильнее.
Если рассматривать гравитацию, как силу приложенную к центру, то это дает изменение направление движения до кругового.
Если рассматривать гравитацию, как сумму сил приложенных ко всей массе планеты,
то это, дает и изменение вектора движения до кругового и вращение вокруг оси.

Посмотрите на рисунок.
Планета имеет точки расположенные ближе к Солнцу и точки более отдаленные.
Точка А будет ближе к Солнце, чем точка В.
И притяжение точки А будет больше, чем точки В. Напомним, что сила гравитации зависит от радиуса, возведенного в квадрат.
При движении планеты по часовой стрелке гравитационная сила через точку А будет больше оттягивать планету, чем через точку В. Эта разница сил гравитацию приложенная к диаметрально противоположным точкам планеты, при одновременном движении, и создает вращение.

Таким образом, период обращения планеты вокруг своей оси напрямую зависит от экваториального радиуса планеты.
При больших планетах таких, как Юпитер и Сатурн, разница в притяжении противоположных точек больше и планета вращается быстрее.

Таблица солнечных суток для планет и экваториальный радиус:
t r
Меркурий. — 175,9421 . — 0,3825
Венера . — 116,7490 . -0,9488
Земля . — 1.0 . .. — 1.0
М а р с . — 1,0275 . . — 0,5326
Юпитер . — 0,41358 . — 11,209
Сатурн . — 0,44403 . — 9,4491
У р а н . — 0,71835 . — 4,0073
Нептун . — 0,67126 . — 3,8826
Плутон . — 6,38766 . — 0,1807

Первое число это период вращения планеты вокруг своей оси в земных сутках, второе число аналогично — экваториальный радиус планеты. И видно, что быстрее всего вращается самая большая планета -Юпитер, медленнее самая маленькая — Меркурий.

Вообще, причину вращения Земли можно объяснить просто.
При движении планеты по орбите происходит постоянное изменение направления её движения от прямого до кругового. И при этом происходит одновременное поворачивание планеты, за счет того, что точки притяжения планет, расположенные ближе к Солнцу, будут тянуть планету сильнее, чем дальние.

Например, на Юпитере, где планета не монолит, вращение происходит слоями. Особенно выделяется экваториальное движение слоёв. И, что интересно, происходит обратное движение некоторых, по видимому более легких слоев, которые вытесняются слоями более твердыми и массивными.

Источник

Время и вращение Земли

Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении.

Вращение Земли вокруг Солнца — определяющий процесс, от которого зависит наличие жизни на планете. От того, какой стороной планета повернута и какое место занимает в Солнечной системе, зависят погодные условия, стабильность атмосферы, биосферы и другие важные условия для жизни организмов.

Именно потому, что Земля вращается вокруг Солнца и в то же самое время вокруг своей собственной оси, абсолютно на всех участках данной планеты происходит периодическая смена дня и ночи, а также последовательная смена четырех времен года.

Происхождение вращения Земли

Самая рас­про­стра­нен­ная тео­рия объ­яс­ня­ет это про­цес­са­ми, шед­ши­ми во вре­ме­на об­ра­зо­ва­ния пла­нет. Об­ла­ка кос­ми­че­ской пыли «сби­ва­лись в кучу», об­ра­зуя за­ро­ды­ши пла­нет, к ним при­тя­ги­ва­лись дру­гие более или менее круп­ные кос­ми­че­ские тела. Столк­но­ве­ния с этими те­ла­ми и могли при­дать вра­ще­ние бу­ду­щим пла­не­там. А даль­ше пла­не­ты про­дол­жа­ли вра­щать­ся по инерции.

Почему Земля не падает на Солнце?

Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории.

Вращение Земли вокруг своей оси

Планета делает обороты вокруг самой себя по направлению с запада на восток. Мы не ощущаем этого процесса потому, что все предметы движутся одновременно и параллельно друг другу вместе с космическим телом. Во время вращения Земли вокруг своей оси остаются неподвижными только две точки: Северный и Южный полюса. Если их соединить воображаемой линией, то получится ось, вокруг которой вращается Земля.

Земная ось не перпендикулярна, а находится под углом 23,5° к земной орбите.

Осевое вращение Земли вокруг Солнца

Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.

Сутки делятся на 24 часа (1440 минут, или 86 400 секунд) и условно делятся на четыре характерных интервала — утро, день, вечер и ночь.

Календарные сутки составляют недели, месяцы.

Вращение планеты имеет такие особенности и последствия:

• Если смотреть с Северного полюса, то планета вращается против часовой стрелки.
• Угол вращения составляет 15 градусов в час и в любой точке Земли одинаков.
• Линейная скорость оборотов по всей территории планеты неоднородна. На полюсах она равна нулю и по мере приближения к экватору увеличивается Наглядно это выглядит следующим образом. Город Кито находится вблизи линии экватора, значит, он и его жители незаметно для себя совершают вместе с Землёй поворот на скорости 465 м/с. А вот скорость вращения москвичей, проживающих гораздо севернее экватора, будет почти в два раза меньше: 260 м/с
• На экваторе скорость вращения составляет примерно 1668 км/ч.

Истинное и среднее солнечное время

Местное истинное солнечное время определяется положением Солнца. Вследствие того, что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, не является окружностью, а ось Земли имеет наклон (из-за чего на Земле происходит смена времен года), истинное солнечное время неравномерно. Максимальная разница в продолжительности истинных солнечных суток в течение года составляет примерно 50 с , а отклонение времени начала суток от его среднего значения может достигать 16 мин.

Точно местное истинное солнечное время можно узнать, измерив специальным астрономическим инструментом часовой угол Солнца. Приблизительно солнечное время можно узнать по солнечным часам (низкая точность которых обусловлена размытостью тени).

Местное истинное солнечное время использовалось в жизни обычного человека примерно до XVIII века. К концу XVIII века широкое распространение получили механические часы, конструкция которых всё более совершенствовалась. Различные государства постепенно начали пользоваться средним солнечным временем, предпочитая его истинному. Так в Женеве оно было введено с 1780, в Лондоне — с 1792, в Берлине — с 1810, в Париже — с 1816 года .

В настоящее время местное истинное солнечное время используется в основном астрономами. В широком распространении оно потеряло актуальность в конце XIX — начале XX века в связи с введением системы часовых поясов и поясного времени.

Интересный факт. Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.

Вращение Земли вокруг Солнца

Наша планета пятая по величине и третья по удаленности от Солнца. Она сформировалась из элементов солнечной туманности около 4,55 млрд лет назад.Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.

Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.

Вращение Земли вокруг Солнца

Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с. Такой цикл Земля проходит бесконечно, и от точности соблюдения траектории зависит жизнь на планете.

Чередование времен года

Совершая оборот вокруг Солнца, Земля движется по направлению с запада на восток. Во время своего путешествия это небесное тело не меняет угол наклона, поэтому на определенном участке орбиты она полностью обращена какой-то одной стороной. Этот период на планете воспринимается живым миром как лето, а на необращенной к Солнцу стороне в это время года будет царить зима. Благодаря постоянному движению на планете происходит смена сезонов.

Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.

Високосный год

Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут, а один оборот вокруг Солнца происходит за 365 дней и 6 часов. Эта разница периодов постепенно накапливается и один раз в 4 года у нас в календаре появляется лишний день (29 февраля), и такой год называется високосным.

Также на данный процесс оказывает определенное воздействие располагающаяся в непосредственной близости Луна, под действием гравитационного поля которой вращение Земли постепенно замедляется, а это свою очередь удлиняет сутки примерно на одну тысячную каждые 100 лет.

Что такое год?

Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:

• Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).
• Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.
• Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.
• Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).

Линия перемены дат

Земля вращается вокруг оси с запада на восток. При этом мореплаватели во главе с Магелланом придерживались противоположного направления. Они обогнули планету с востока на запад, увидев на один восход солнца меньше, чем за время путешествия встретили в Европе. Для того чтобы подобная досадная путаница не возникала каждый раз, когда кто-то решит обойти вокруг света, была проведена линия перемены дат.

Она практически полностью проходит по меридиану 180º и является границей, где время суток остается одинаковым, но изменяется календарная дата.

Например, если к западу от линии на календаре 18 мая, то к востоку — еще 17-е. При этом и там, и там часы показывают примерно одно и то же время.

В отличие от нулевого меридиана линия перемены дат практически не попадает на территорию суши. Благодаря этому в большинстве случаев при перемещении по планете не приходится вычитать или прибавлять один день. Как уже было сказано, основная часть линии совпадает с меридианом 180º. Она соединяет два полюса, попадая на сушу только в Антарктиде.

Правило

Смену дат необходимо проводить при пересечении линии. Если корабль движется с востока на запад, то его команде нужно увеличить календарное число на один. В случае перемещения в обратном направлении оно уменьшается. На отрезке, где временная граница отклоняется, огибая острова Океании, команда вправе менять дату, лишь преодолев меридиан 180º, если судно не будет заходить в один из портов, то есть не возникнет необходимость синхронизации с местным временем.

Получается, что при пересечении линии в определенном направлении можно дважды прожить один и тот же день. Некоторые романтики подгадывают такое путешествие под знаменательные даты: годовщину свадьбы, день рождения.

По своей сути, линия перемены дат лишь условная граница. В ее основе не лежат какие-то физические закономерности. Линия создана для удобства международного общения. Смена одной даты на другую при пересечении этой границы похожа на перевод часов при переходе на летнее или зимнее время. Эти действия помогают человеку соотнести свое движение или деятельность с космическими процессами, но напрямую из них не вытекают.

Источник

Почему Земля вращается вокруг своей оси

Понимание такого неоспоримого феномена, что планета Земля делает вращение не только лишь вокруг самого Солнца, но и вокруг своей собственной оси, что сама по себе наша планета никак не является самым центром огромной Вселенной, пришло к учёным не сразу. Так почему Земля вращается вокруг своей оси?
Этот факт считается неопровержимым вот уже несколько последних столетий. Галилео Галлилей занимался изучением данной теории. Его исследования смогли найти доказательства вопреки всем фактам, которые опровергали геоцентрическую систему во Вселенной.

Почему Земля крутится вокруг оси?

Ещё в Средние века люди были уверены в том, что наша большая планета неподвижна. По известной тогда теории она считалась самым центром всего живого. Вокруг неё двигались все другие планеты и даже большая звезда — Солнце. Только лишь в XVI веке астрологи начали доказывать обратное. Хоть многие говорят о том, что основоположником вращательной теории Земли является Галлилей, но открытие это принадлежит отечественному исследователю Николаю Копернику.

Теория «О вращении небесных сфер» была опубликована ещё в 1543 году. Вышедший трактат не получил поддержки среди учёных, однако впоследствии дал толчок для развития научной европейской революции. После того, как были найдены неоспоримые доказательства того, что планета движется, учёные начали искать ответ, почему вертится Земля. На протяжении нескольких веков астрономы выдвигали множество различных гипотез, но самыми существенными сейчас считаются 3 основные теории: о магнитных полях, независимом инертном вращении и воздействии на каждую планету постоянного излучения солнца.

Теория о магнитных полях

Научно доказано, что если просто соединить 2 одинаково позитивно или негативно заряженных магнита, то они оттолкнутся. Поэтому, исходя из данной теории, противоположные полюса круглой Земли всегда имеют одинаковый заряд, поэтому они будто отталкиваются как можно дальше по отношению друг к другу. Это и считается одним из явных объяснений тому, почему Земля крутится вокруг своей оси.
Научно доказано, что наша планета не только эллипсообразная, но и представлена своеобразным внутренним ядром. Образовавшееся магнитное поле практически всегда заставляет его толкать планету только с запада на восток, что приводит к более быстрому вращению самого ядра, если сравнивать его с остальной планетой.

Теория инертного вращения

Немногие учёные считают, что, когда Земля только начала формироваться, она раскрутилась и сейчас вращается просто по инерции. Планета образовалась из космической пыли и довольно быстро притянула к себе другие астрономические тела. Всё это придало ей некий дополнительный вращательный импульс.
Теорию много раз опровергали, поскольку ещё не удалось получить ответ, почему Земля крутится то медленнее, то быстрее. Необъяснимым остаётся и то, почему некоторые другие планеты крутятся в другую сторону по отношению к Земле.

Теория о воздействии солнечного излучения

Теория про постоянное излучение от Солнца является наиболее вероятным объяснением тому, почему Земля вращается вокруг своей оси. Ультрафиолетовые лучи прогревают все оболочки на поверхности планеты. Это касается как воздуха, так и воды, и суши. Однако все предметы нагреваются по-разному. Это приводит к образованию дополнительных воздушных и водных течений.

Взаимодействуя с твёрдой оболочкой Земли, такие течения и заставляют нашу планету вращаться. Континенты в данном случае можно считать своеобразными турбинами, которые задают темп и направление вращения. При их недостаточной монолитности начинается дрейф, который приводит к замедлению движения планеты.

Почему планеты вращаются вокруг Солнца?

Причиной того, почему Земля вращается вокруг Солнца, называют именно инерцию. По давней теории в космосе образовалось большое количество звёздной пыли. Вначале она собралась и превратилась в некое подобие диска, центр превратился в Солнце.

Внешние частички и пылинки, которые не попали в состав Солнца, начали преобразовываться в планеты. По инерции они с самого начала начали своё вращение вокруг самой большой звезды, которой и оказалось Солнце. Сейчас траектория движения планет практически не изменилась.

Если следовать закону Ньютона, то все планеты движутся по прямой и так они бы уже давно улетели в открытое космическое пространство далеко за пределы Солнечной системы. Однако этого не произошло. Такой феномен объясняют тем, что масса Солнца слишком большая, поэтому и сила притяжения у него огромная. Если задуматься о том, почему Земля крутится вокруг Солнца, то причина ясна. Двигаясь, планета всё время устремляется по прямой линии, но силы гравитации тянут её обратно к центру Вселенной. Поэтому Земля и держится на орбите.

Теорий того, почему вертится Земля, придумано множество. Но лишь немногие из них имеют хоть какое-то научное объяснение. Именно поэтому вопросы развития астрономии как науки становятся всё более актуальными. Ведь всем хочется узнать побольше о нашей планете.

Источник