Годовое и суточное вращение Земли
Годовое и суточное вращение Земли Наши предки основывали свои расчеты времени и составление календарей, как и мы, на основе 2-х основных движений планеты Земля. Как и любая другая планета, Земля движется вокруг оси и ближайшей звезды, в этом случае Солнца. Эти движения имеют незамысловатые названия: годовое и суточное вращение.
Земля находится на расстоянии от Солнца равному одной «астрономической единице» (расстояние эквивалентное 149,6 миллионам километров) и движется по пути, который имеет форму эллипса и называется орбитой, его же плоскость образовывает угол к земной оси в 66?33?. Скорость же этого движения приближенно — 107 000 километров в час. Период годового вращения Земли равен 365,25 суткам или одному звездному году. Поскольку угол между плоскостью орбиты и земной осью неизменен, то каждая точка поверхности Земли получает солнечные лучи под определенными углами, которые меняются на протяжении года. Как следствие: полушария одновременно получают разное количество света и тепла, что служит смене времен года.
Французский физик Леон Фуко в середине XIX века разработал ряд опытов, которые наглядно продемонстрировали проявление силы Кориолиса, основанной на законе инерции. По этому закону любое тело стремится сохранить скорость и направление своего движения, вращающаяся Земля, в свою очередь, перемещается, что вызывает отклонение в движении тела. Отклоняющее действие на движение воздуха и воды оказывает сила Кориолиса. Эти опыты представляли собой лабораторные эксперименты с маятником Фуко, а позже с гироскопом, колебания которых и доказывали суточное вращение Земли. Вращение происходит с запада на восток вокруг оси с периодичностью в сутки. Различают три определения астрономическому понятию «сутки». «Солнечные сутки» это промежуток времени, обозначающий вращение Земли, но при этом отправная точка – Солнце, их долгота составляет 23 часа 56 минут 4 секунды. «Сидерические сутки» характерны тем, что отправной точкой может являться любая другая звезда, их долгота равна приблизительно 24-м часам, эта неточность следствие переменной скорости Земли по орбите. В связи с этим введено понятие «средние солнечные сутки», а их продолжительность равно 24-м часам. Суточное движение Земли объясняет смену дня и ночи. Продолжение дня, ночи и сумерек на разных широтах не одинаково и объясняется временем пребывания Солнца над горизонтом или под ним и имеет периодичный характер. За определенный отрезок времени любая точка земной поверхности поворачивается на угол, который называется угловой скоростью вращения. За час точка продвигается на 15?, что за сутки составляет 360?. Скорость вращения, зависящая от широты местности, называется линейной. Легко понять, что максимального значения линейная скорость достигает на экваторе.
Говоря о вращении, стоит учесть его неравномерность, которая описывается прецессией и нутацией. Эти движения очень медленны и характерны для вращающихся тел. При прецессии ось вращения описывает конус. Нутация — это колебание или изменение угла между осью вокруг которой происходит прецессия и осью собственного вращения Земли. Эти движения не имели бы права на существование будь наша планета идеальной сферой, а не геоидом. Плоскость экватора и эклиптики не совпадает. А в результате притяжения другими телами Солнечной системы утолщения на экваторе планеты возникает момент сил, который стремится соединить обе плоскости.
Изучение движения Земли как по орбите, так и суточного вращения, имело и имеет большую роль в развитии науки. Эти знания позволили изменить взгляд на мир и способствовали созданию новой космологии.
Исполнитель Выдренкова Анастасия Сергеевна (vidrenkova)
