Движение Земли вокруг своей оси
Из-за того, что Земля непрерывно вращается, на каждом участке планеты непрерывно что-то меняется. Например, на смену дню приходит вечер, плавно перетекающий в ночь. И это все благодаря движению вокруг оси.
Стоит сразу отметить, что никакая земная ось на самом деле не существует, только в воображении. Представить ее несложно, она как будто бы проходит сквозь всю планету, пронизывая ее в двух точках-полюсах, Северном и Южном. Несмотря на физическое отсутствие оси, вращается планета так, будто и правда насажена на эту гигантскую палку и раскручена чьей-то сильной рукой.
Направление движения стабильно и происходит с запада на восток. Именно поэтому на протяжении миллионов лет все обитатели планеты видят, что Солнце восходит на востоке и потом скрывается на западе.
Интересно, что если вдруг кто-то возьмется наблюдать за ним с Северного полюса, то выглядеть оно будет как вращение против часовой стрелки. Ну а если с Южного, то, наоборот, по часовой стрелке.
Интересно, что скорость движения, в отличие от направления, периодически меняется. Несложно догадаться, что один оборот Земля делает примерно за 24 часа. Слово «примерно» появилось здесь не случайно. На самом деле, дотошные ученые установили, что сутки суткам рознь и могут отличаться на какие-то доли секунд.
Например, самые короткие были зафиксированы в 2003 году. Они длились меньше, чем положено на целую секунду и еще 5 ее тысячных.
Причин для изменения скорости множество. Это могут быть и внутренние процессы, происходящие глубоко под земной корой, и магнитное излучение Луны, и небесные тела, проносящиеся поблизости от Солнечной системы.
Самые дотошные ученые поли дальше. Они тщательно изучили записи, оставленные их коллегами во времена расцвета Вавилона, и пришли к выводу, что тогда длина суток была меньше на 0,04 секунды. А анализ сохранившихся до наших дней артефактов Мезозойской эры показал, что во времена господства динозавров на планете, длина суток составляла всего 23 часа.
Влияние климата и времени года
Как известно, Солнце движется по-разному в северном и южном полушариях Земли. Но влияет ли на это изменение климата и время года?
Климат каждого региона может очень сильно отличаться друг от друга, и это влияет на все процессы, происходящие в природе, включая движение Солнца. Например, в Южном полушарии Земли, благодаря более сильным ветрам и океанским течениям, воздух быстрее перемешивается, что влияет на температуру. Поэтому наблюдается более высокая скорость движения Солнца относительно земной поверхности.
Кроме того, время года имеет свой вклад в движение Солнца. Например, в северном полушарии Земли, летом Солнце выше над горизонтом и солнечные лучи достигают поверхности Земли под большим углом, что вызывает его более интенсивное движение. Зимой, напротив, Солнце ниже над горизонтом, что приводит к медленному движению.
Таким образом, влияние климата и времени года являются важными факторами, которые влияют на движение Солнца в северном и южном полушариях Земли.
С какой скоростью Земля движется относительно Солнца
Поскольку наша планета, как и другие планеты звездной группы, движутся вокруг Солнца, у данного движение также есть своя скоростная величина.
На полный оборот вокруг главного светила уходит 365 дней 5 часов 48 минут и 46 секунд. Хотя мы привыкли округлять и говорить просто один год. Между прочим за каждый такой год накапливается по пять часов, так сказать, лишних. Но и им нашли место, их объединяют и каждому следующему четвертому году добавляют один день. Наверняка вы догадались, что такие года называются високосными.
Вращение Земли вокруг Солнца
На основании данных о времени полного оборота планеты вокруг Солнца, не трудно вычислить с какой быстротой она движется относительно него. Следует учитывать, что двигаемся мы по орбите. А значит определяем с какой скоростью Земля летит именно по орбите.
Первый закон Кеплера
В наших расчетах мы принимали что Земля равномерно движется по окружности. Хотя в реальности это не совсем так.
Иоганн Кеплер (1571 — 1630 гг).
Еще в начале XVII века немецкий астроном Иоганн Кеплер, опираясь на данные многолетних наблюдений за планетой Марс, полученные его учителем — датским астрономом Тихо Браге, заключил, что все планеты солнечной системы движутся не по окружности, а по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Этот закон называют первым законом Кеплера.
Все планеты Солнечной Системы движутся по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Так что давайте разобраться что такое такое эллипс, и в чем его фокус.. или фокусы.
Что такое эллипс?
Эллипсом называется множество всех точек плоскости, сумма расстояний от каждой из которых до двух данных точек этой плоскости, называемых фокусами, есть величина постоянная, большая чем расстояние между фокусами.
Рассмотрим все на простом примере. Берем шнурок с канцелярскими кнопками-гвоздиками на концах. Втыкаем кнопки в кусок гипсокартонна, который завалялся в гараже после ремонта.
Далее карандашом, опираясь на шнурок рисуем линии. Получившаяся фигура и есть эллипс, а точки куда мы втыкали кнопки называются фокусами.
Большая и малая полуось
Важными характеристиками эллипса являются его полуоси. Большая ее обычно обозначают латинской буквой «a», и малая, которую обозначают буквой «b». Тоже латинской.
Большая полуось — это расстояния от центра эллипса до самой дальней его точки. Соответственно, малая полуось — это расстояние от центра до самой ближней точки эллипса.
Эксцентриситет
Еще одна важная характеристика эллипса носит шикарное название — эксцентриситет. Его обычно обозначают буквой «е» и определяют как отношение фокусного расстояния эллипса (c) к большой полуоси (a).
Эллипс иногда называют сплющенной окружностью. Так вот эксцентриситет как раз показывает насколько эта окружность сплющена.
Для эллипса:
Чем ближе эксцентриситет к единице, тем более вытянутый эллипс мы получим. И наоборот эксцентриситет близкий к 0, будет иметь эллипс ну очень похожий на окружность. В принципе можно сказать что окружность это эллипс с е=0.
В солнечной системе самый маленький эксцентриситет у Венеры всего 0,007, то есть траектория ее движения это практически окружность. Эксцентриситет близкий к единице имеют кометы. К примеру у кометы Галея е=0,967.
Что же касается Земли, то эксцентриситет земной орбиты тоже очень близок к нулю, всего 0,017. Но тем не менее это не ноль. А это значит что расстояние от Земли до Солнца величина отнюдь не постоянная.
Афелий и перигелий
Точка в которой планета находится ближе всего к Солнцу называется перигелий. От греческого perihelion, “peri“ — рядом и “helios“ — Солнце. Противоположная перигелию точка называется афелий. Соответственно это точка где планета максимально удалена от светила.
Земля находится перигелии, начале января. Она приближается к Солнцу на расстояние в 147,1 миллионов километров. Афелий она проходит в начале июля, когда удаляется на 152,1 миллионов километров. Разница выходит около 5 миллионов километров.
Этим иногда объясняют то что зимы в северном полушарии менее суровые, нежели в южном. Все таки зимой мы чуть ближе к солнцу. С другой стороны так как земля получает меньше солнечной энергии в июле, лето в северном полушарии более прохладное.
Интересная информация об экваторе Земли
На экваторе круглогодично жаркий и влажный климат. Леса Амазонки и экваториальной Африки, Индонезии отличаются разнообразием растительного и животного мира. Днем температура колеблется между 25 и 30 градусами. Ночью не намного холоднее: настолько сильно прогревается поверхность земли солнечными лучами.
Однако экватор интересен некоторыми географическими особенностями:
- он проходит сквозь более 30 островов;
- пересекает 14 стран;
- Эквадор имеет такое название в честь экватора;
- в большинстве экваториальных государств установлены памятники и памятные знаки в честь нулевой параллели;
- недалеко города Кито располагается вулкан Каямбе высотой около 4,7 км, с белеющей от вечного льда вершиной (и это несмотря на то, что экваториальный климат отличается постоянной жарой);
- река Конго, которая течет в центре африканского материка, проходит через нулевую параллель дважды;
- поскольку в рассматриваемой области Земля обращается очень быстро, здесь легче всего запускать спутники: они быстрее набирают необходимую скорость.
Размеры Земли – одни из главных параметров в астрономии и имеет большое практическое значение. С ее помощью можно узнать диаметр и радиус Земли. Вычислить эти параметры можно, применяя несложные математические вычисления.
Форма планеты
На вопрос, какая форма у Земли, большинство людей ответит, что шарообразная. И здесь они сделают ошибку. На планету влияют силы гравитации: огромная масса тяготеет к ядру, поэтому происходит постоянное сжатие. Наиболее сильная центробежная сила, появляющаяся из-за движения Земли вокруг собственной оси – на экваторе.
Земля является своего рода «неправильным шаром». Сжатие является причиной того, что экваториальный диаметр планеты немногим больше, чем по полюсам. Ученые определяют форму нашей планеты как близкую к «сплюснутому эллипсоиду».
В форме планеты важна также местная топография. Конечно же, она не может в глобальном масштабе влиять на форму планеты. Так, различия между горой Эверест и Марианской впадиной составляет примерно 19 км. В глобальных масштабах эта цифра незначительна. Максимальное расстояние от центра Земли до экватора, учитывая выпуклость земной поверхности – это вершина вулкана Чимборасо, находящегося в Эквадоре.
Разница в расстоянии от центра Земли до вершины вулкана Чимборасо и горы Эверест
Вращение Земли вокруг Солнца
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.
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.
Годовой оборот Земли. Credit: Spacegid
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Он отличается от календарного, в котором за сутки принят период времени ровно 24 часа и который длится 365 дней. Каждый четвертый год в календарь добавляется дополнительный, 366 день.
В какую сторону вращается Земля
Если глянуть на Солнечную систему «сверху», т. е. так, что земельные участки, расположенные около Северного полюса, будут ровно напротив нашего взгляда, то вращение будет проходить против часовой стрелки
Линия перемены дат
Это условная линия на земной поверхности. По разные ее стороны местное время, за некоторыми исключениями, отличается на сутки. Из-за сдвига часовых поясов разница может составлять от 1 до 4 часов. Линия всегда проходит по морю, кроме Антарктиды.
Международная линия перемены дат
На восток от линии сутки уже начались новые сутки, а на запад от нее – уже закончились. Интересно, что на островах Лайн установлено время, на 14 часов опережающее гринвичское. Их жители первыми на планете встречают новый день. Время островов Лайн на сутки опережает гавайское, которое отстает от гринвичского на 10 часов.
Времена года в разных полушариях Земли
Времена года оказываются не привязаны к месяцам. Они определяются вращением Земли вокруг Солнца и углом наклона ее оси вращения. Именно поэтому времена года противоположны друг другу в разных полушариях.
Рассмотрим пример. Возьмем два города в разных странах, которые будут находиться на одинаковой широте, но в разных полушариях. Пусть это будет широта в $40 \degree C$. На этой широте в Южном полушарии находится город Пьера-дель-Агила (Аргентина), а в Северном — Харбин (КНР).
В январе средняя температура в Пьера-дель-Агиле составляет $+25 \degree C$ (лето), а в Харбине эта же температура равна $-17 \degree C$ (зима). В июле в аргентинском городе средняя температура колеблется около $+6 \degree C$ (зима), а в Китае — около $+23 \degree C$ (лето). Конечно, вы видите разницу в температурах, они не диаметрально противоположны. Такие температуры обуславливают климатические особенности выбранных мест, хоть они и находятся на одной широте.
{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}
В итоге, мы имеем четыре времени года. Они разделяются днями равноденствия и солнцестояния.
Как открыли земную орбиту
В античные времена Птолемей, Аристотель и их последователи считали модель построения Вселенной геоцентрической. Согласно ей, в центре располагалась Земля, а все космические тела вращались вокруг планеты. Впервые сомневаться в этом начал древнегреческий ученый Аристарх Самосский. Наблюдая в III в. до н. э. лунное затмение, он сделал вывод, что Луна не является самостоятельным светилом, а только отражает солнечный свет, и она меньше Солнца по диаметру во много раз. И будет странным, что такой большой небесный объект, как наша звезда, вращается вокруг маленькой Земли.
Геоцентрическая система мира Птолемея. В предложенной системе мира шарообразная Земля покоится в центре Вселенной. Credit: infourok.ru.
Окончательно геоцентрическая теория была развенчана в 1534 г. польским астрономом Н. Коперником, автором гелиоцентрического учения, доказавшим, что Солнце обращаться вокруг Земли не может.
Проекты по теме:
Основные порталы, построенные редакторами
|
Дом Документы |
Авиация Безопасность : |
Регионы Бизнес |
Каждый день наше светило встает на Востоке, делает свой путь по небу, а затем садится на Западе. И вот, спустя несколько часов, весь процесс происходит снова.
Движение Солнца в небе
Знаете ли вы, что Солнце не повторяет один и тот же путь каждый день? Это происходит потому, что ось вращения нашей планеты наклонена под углом 23,5 градуса по сравнению с плоскостью вращения. На самом деле, это не звезда движется по небосводу, а движение планеты вокруг нашего светила, приводит к тому что мы видим как оно перемещается.
А потом, в течение зимы, в северном полушарии, происходит все наоборот. Лучи падают на землю под гораздо более крутым углом.
Путь нашей звезды меняется по мере изменения сезонов, от лета к зиме. Зимой оно проходит самый низкий путь по небу. Каждый день после зимнего солнцестояния, его путь становится немного выше.
Вот почему летом день длиннее. Скорость движения Земли вокруг Солнца астрономом известна с очень высокой точностью и равна 30 км/секунду. Ученые могут составлять календари на многие десятки и тысячи лет вперед.
Скорость вращения Земли вокруг Солнца: как движется планета?
Земля является планетой, которая вращается вокруг Солнца. Это движение называется орбитой и осуществляется по эллиптической траектории. Скорость вращения Земли вокруг Солнца зависит от ряда факторов и составляет примерно 30 километров в секунду. Это означает, что Земля проходит по своей орбите около 940 миллионов километров за один год.
Стоит отметить, что скорость вращения Земли вокруг Солнца не постоянна, а изменяется в течение года. Она наибольшая в перигелии – точке орбиты Земли, находящейся ближе всего к Солнцу. В этой точке скорость достигает своего максимума и составляет около 30,29 километров в секунду. В афелии – самой удаленной от Солнца точке орбиты скорость Земли меньше и составляет около 29,29 километров в секунду.
Важно отметить, что на скорость вращения Земли вокруг Солнца влияет не только само движение планеты, но и действие других небесных тел. Например, притяжение других планет и Луны оказывает небольшое влияние на орбитальную скорость Земли
Кроме того, изменение массы Солнца также может влиять на скорость движения Земли вокруг него.
Скорость вращения Земли вокруг Солнца – важный фактор, определяющий продолжительность года и сезоны. Благодаря этому движению Земли происходят смены времен года, что имеет огромное значение для жизни на планете. Таким образом, скорость вращения Земли вокруг Солнца – одна из основных характеристик движения планеты в космосе.
Влияние эклиптики на движение Солнца
Эклиптика — это плоскость, в которой происходят движения земли и других планет вокруг Солнца
Поэтому эклиптика важно влияет на движение Солнца в разных частях земного шара
В южном полушарии Солнце движется по более высокой траектории, поскольку эклиптика касается земной поверхности под углом севернее. Наиболее лучистый период в этом полушарии происходит в декабре, когда Солнце проходит ближе к зениту.
В то же время, в северном полушарии, Солнце движется по меньшей траектории, поскольку эклиптика касается земной поверхности под углом южнее. Наиболее лучистый период здесь наступает летом, когда Солнце проходит повыше над головой.
Таким образом, эклиптика играет важную роль в движении Солнца в разных частях мира и определяет, когда и где будут наступать лучистые периоды в разных полушариях.
Земные доказательства космических процессов
Удивительно, но вращение Земли в заданном направлении накладывает отпечатки, которые многие просто не замечают. Самый простой пример – воронка, которая образуется при сливе воды из раковины. В Северном полушарии она закручивается против часовой стрелки. В Южном по часовой. А на линии экватора просто сливается, вообще не образуя воронку.
То же самое происходит и с циклонами. В тех, что бушуют на севере, ветра двигаются против часовой стрелки. Южные же словно являются их зеркальным отражением.
Можно провести и собственный эксперимент, доказывающий направление вращения земли. Для этого достаточно сбросить предмет с высоты, тщательно зафиксировав его положение до падения и после. Наверняка он приземлится чуть восточнее. Чем дольше будет длиться его свободное падение, тем сильнее будет это отклонение.
При желании можно найти и другие доказательства вращения Земли. Для этого даже не обязательно лететь в космос, ведь все самое удивительное на самом деле находится рядом с нами, тщательно маскируясь под обыденное и привычное.
Скорость вращения Земли для разных широт
Выше уже приводились примеры подсчета скорости для разных широт. Но остался один вопрос: «Откуда взять первую цифру для проведения математического исчисления?». Ответ прост: необходимо взять косинус интересующей широты. И далее подставить в пример.
То есть должна получиться формула: косинус широты × на скорость вращения Земли вокруг своей оси (1675 км/ч) = скорость интересующей широты.
Важно: косинусы самостоятельно вычислять не нужно! Они есть готовые в специальной таблице косинусов. Достаточно только знать градус нужной широты, чтобы найти информацию, и далее сделать все вычисления
Примером могут послужить следующие вычисления:
- 20º : 0,9397 × 1675 = 1574 км/ч.
- 30º: 0,866 × 1675 = 1450 км/ч.
- 50º: 0,6428 × 1675 = 1077 км/ч.
- 70º: 0,342 ×1675 = 573 км/ч.
Часто задаваемые вопросы
Что представляет собой эклиптика?
Эклиптика представляет собой круг, по которому плоскость орбиты Земли пересекает небесную сферу. С точки зрения земного наблюдателя, это видимый путь Солнца по небу в течение года.
Почему Солнце движется по небосклону?
Нам кажется, что Солнце движется по небу, потому что Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца. За 24-часовой оборот Земли вокруг своей оси мы наблюдаем восход и заход Солнца, а за 365 дней, пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, мы наблюдаем, как положение Солнца на небе постепенно смещается (летом оно поднимается выше, а зимой опускается ниже к горизонту).
Находятся ли все планеты в одной плоскости?
Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца вблизи одной и той же плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Хотя только Земля движется в плоскости эклиптики, орбиты других планет отклонены от нее всего на несколько градусов. Это означает, что планеты всегда расположены в узкой полосе неба и могут легко образовывать парады планет.
В чем разница между эклиптикой и плоскостью орбиты?
Термин «плоскость орбиты» можно отнести к орбите любого небесного объекта вокруг его звезды, в то время как плоскость эклиптики – это плоскость орбиты Земли вокруг Солнца.
В чем разница между эклиптикой и небесным экватором?
Эклиптика – это круг, по которому плоскость орбиты Земли пересекает небесную сферу. Небесный экватор – это круг, по которому плоскость географического экватора Земли пересекает небесную сферу. Таким образом, это просто два отдельных астрономических термина.
Как переводится слово эклиптика?
Термин «эклиптика» происходит от греческого слова «ekleipsis», что переводится как «исчезновение» или «затмение». Такое название связано с тем, что древние астрономы замечали, что Солнце «исчезает» с неба в точках, где его путь пересекается с орбитой Луны. Поэтому путь Солнца на небе был назван «эклиптикой» благодаря затмениям.
Почему Земля вращается вокруг своей оси быстрей других планет?
Может показаться удивительным, но наша планета действительно вращается намного быстрее, чем некоторые другие космические объекты во Вселенной.
Изучая данный вопрос, ученые выдвинули две гипотезы:
Первая: большой космический объект (по всем параметрам равный Марсу) в очень далеком прошлом врезался в Землю. Это придало дополнительный импульс для вращения. Но при столкновении от нашей планеты была отделена небольшая часть, что впоследствии стала спутником – Луной. Именно из-за сил сателлита Земля постепенно замедляет свое вращение.
Вторая гипотеза схожа с первой: огромный космический объект упал на Землю и поменял ее скорость вращения. И это привело к большим климатическим изменениям на планете. Те, кто придерживается данной версии, утверждают – объект мог упасть на Землю в эпоху динозавров. Следовательно, это привело не только к гибели всех живых организмов на тот момент из-за падения космического тела, но и из-за изменения климата. А оно было связано с ускорением вращения планеты.