Milyen gyorsan forog a földgömb. A forgástengely körüli mozgás dinamikája és kinematikája. A Föld tengelye körüli forgásának sebessége. Precesszió és nutáció

A Föld folyamatosan mozgásban van, forog saját tengelye és a Nap körül. Ez okozza a felszínén különböző jelenségek keletkezését: az évszakok váltakozását, a nappal és az éjszaka váltakozását. Ennek a mozgásnak és a bolygónak a Naphoz (kb. 150 millió kilométerre) való kedvező elhelyezkedésének köszönhető a kedvező földi életkörülmények. Ha a bolygó közelebb lenne, a víz elpárologna a felszínéről. Ha tovább - minden élőlény megfagyna. Fontos szerep a légkör is szerepet játszik, véd a káros kozmikus sugaraktól.

Nézzünk meg részletesebben az élet két olyan állandó láthatatlan kísérőjén, mint a Föld mozgása egy képzeletbeli vonal (tengely) és a Nap körül.

A Föld tengelye körüli forgásának sebessége

A Föld a harmadik bolygó a Naptól számítva. Az összes többivel együtt a Nap körül kering, és saját forgása is van a tengelye körül. A Naprendszer leggyorsabb bolygói az óriásbolygók.:

  • Jupiter.
  • Szaturnusz.

10 óra alatt teljesítik a napot.

A Föld tengelye körüli forgása 23 óra 56 percet vesz igénybe. Ráadásul további 4 percre van szükség ahhoz, hogy a Nap visszatérjen eredeti helyzetébe. A forgási sebesség a felületen attól függ, hogy hol észleljük a mozgást.

Ha az Egyenlítőről beszélünk, akkor a Föld forgása eléri az 1670 kilométer per óra vagy a 465 méter per másodperc sebességet. A számításokat annak figyelembevételével végzik, hogy az Egyenlítő tartományában a bolygó kerülete meghaladja a 40 000 kilométert. Ha a bolygó hirtelen leáll, akkor az azonos sebességgel rendelkező emberek és tárgyak elszakadnak és előrerepülnek.

A 30. szélességi körhöz közelebb a Föld tengelye körüli forgása 1440 kilométer/órára csökken, a sarkoknál fokozatosan 0 kilométer/órára csökken (a szabály a déli és az északi sark felé egyaránt érvényes). Ez a mozgás a bolygó hatalmas tömege miatt az emberek számára észrevehetetlen marad.

Ebből a videóból megtudhatja, miért nem érezzük a Föld forgását.

Jelentősége az emberiség számára

A mozgási sebesség különbségeinek gyakorlati jelentősége van. Az országok szívesebben építenek űrkikötőket az Egyenlítőhöz közelebb. A bolygó forgási sebessége miatt kevesebb üzemanyagra van szükség a pályára lépéshez, vagy felemelhető nagy mennyiség hasznos teher. Ugyanakkor a rakéta induláskor már 1675 kilométer per órás sebességgel rendelkezik, így könnyebben tud 28 ezer kilométeres orbitális sebességre felgyorsulni.

A Hold a befolyása révén folyamatosan stabilizálja a bolygó tengelyének dőlését. Emiatt a bolygó forgási sebessége fokozatosan csökken. Évente kétszer, novemberben és áprilisban a nap hossza 0,001 másodperccel nő.

A Nap körüli teljes forradalom ideje

A Föld forgási sebessége a Nap körül körülbelül 107 000 kilométer per óra. A bolygó 365 nap, 5 óra 48 perc és 46 másodperc alatt tesz meg egy teljes forradalmat, és ezalatt mintegy milliárd kilométert tesz meg. Minden évben plusz öt óra „befut”, amit a csillagászok összeadnak, és négyévente összeadnak 366 napot – az ilyen évet szökőévnek nevezik.

Ha újraszámolja, kiderül, hogy a Föld másodpercenként körülbelül 30 kilométert repül a világűrben. Még a világ leggyorsabb versenyautójának sebessége is csak körülbelül 300 kilométer per óra – ez 350-szer kevesebb, mint a bolygó keringési sebessége. Az ember nem tud kellőképpen elképzelni ekkora sebességet.

A forgás során olyan erő keletkezik, amely egy embert vagy tárgyat úgy lökhet le a Föld felszínéről, mint egy kötélen fonott tárgyat. De ez nem valószínű, hogy belátható időn belül megtörténik, mivel ezt az erőt szinte teljesen elnyomja a gravitáció, és ennek csak 0,03%-a.

Mint a tengely körüli forgás, ez a mozgás fokozatosan észrevehetetlenné lassul hétköznapi emberek mennyiségeket. Ezenkívül a haladási irány tengelye fokozatosan eltér az év során, így a régiók felváltva helyet cserélnek, ahol:

  • tél nyár;
  • ősz/tavasz.

Valamikor az emberek azt hitték, hogy a Föld egy mozdulatlan test, amely körül a Nap és az összes többi tárgy kering. A hosszú távú megfigyelések és a technológiai fejlesztések lehetővé tették a probléma fokozatos megértését, és mára a bolygó szinte minden lakója tudja, milyen gyorsan forog a Föld, és neki magának is keményen kell dolgoznia, helyettesítve egy hatalmas csillag oldalait nappali / éjszakai és téli / nyári.

Videó

Ebből a videóból megtudhatja, hogyan és milyen sebességgel kering a Föld a Nap körül.

Az emberiséget ősidők óta érdekelték az Univerzumban lezajló folyamatok. Miért kel fel a nap minden reggel? Mi az a Hold? Hány csillag van az égen? Forog-e a Föld, és milyen sebességgel?
Mekkora a Föld sebessége?
Az emberek régóta megfigyelték a nappal és az éjszaka közötti változást és az évszakok éves sorrendjét. Mit is jelent ez? Később bebizonyosodott, hogy ezek a változások a bolygónk tengelye körüli forgásának köszönhetők. Az emberiség azonban nem jutott azonnal erre a tudásra. A jelenleg nyilvánvaló tények bizonyítása hosszú évekbe telt.
Az emberek sokáig nem tudták felismerni ezt a jelenséget, mert véleményük szerint az ember a nyugalom táborában van, és nem látható, hogy bármilyen mozgás áthaladna rajta. Egy ilyen állítás azonban nem helytálló. Minden tárgy körülötted (asztal, számítógép, ablak stb.) mozgásban van. Hogyan tud mozogni? Ennek oka a Föld tengelye körüli forgása. Ráadásul bolygónk nemcsak a tengely körül mozog, hanem az égitest körül is. Ráadásul a pályája nem egy kör, hanem egy ellipszishez hasonlít.
Az égitest mozgásának jellemzőinek bemutatására gyakran a Yule-hoz fordulnak. Mozgásai nagyon hasonlítanak a Föld forgásához.
A későbbiekben tudományos módszerek Bebizonyosodott, hogy bolygónk mozog. Így a Föld egy nap - huszonnégy óra - alatt egyet megfordul tengelye körül. Ezzel függ össze a napszak, a nappal éjszakai változása.
A Nap tömege sokkal nagyobb, mint a Föld tömege. Ezen égitestek közötti távolság eléri a százötvenmillió kilométert. Tanulmányok kimutatták, hogy a Föld forgási sebessége eléri a harminc kilométert másodpercenként. A teljes forgalom egy év alatt készül el. Ráadásul négy év alatt még egy nappal bővül, ezért van szökőév.
De az emberiség nem jutott azonnal ilyen eredményekre. Tehát még G. Galileo is ellenezte azt az elméletet, amely a bolygó forgásáról beszélt. Ezt az állítást a következő módon mutatta be. A tudós ledobott egy követ a torony tetejéről, és az az épület lábához esett. Galilei megjegyezte, hogy a Föld forgása eltolta volna azt a helyet, ahol a kő leesett, de a modern kutatás teljesen cáfolja ezeket az állításokat.
A fentiek alapján az következik, hogy az emberiség hosszú utat tett meg annak megértésében, hogy a Föld állandó mozgásban van a Nap körül. Először is a bolygó forog a tengelye körül. Emellett az égitestünk a minket hőt biztosító lámpatest körül mozog. Ez okozza a napszakok és az évszakok változását.

Mint a többi bolygó Naprendszer, 2 fő mozgást végez: a saját tengelye körül és a Nap körül. Ősidők óta ezen a két szabályos mozgáson alapult az időszámítás és a naptárkészítés képessége.

A nap a saját tengelye körüli forgás ideje. Egy év forradalom a nap körül. A hónapokra bontás is közvetlen összefüggésben van a csillagászati ​​jelenségekkel – ezek időtartama a holdfázisokhoz kötődik.

A Föld forgása saját tengelye körül

Bolygónk a saját tengelye körül forog nyugatról keletre, azaz az óramutató járásával ellentétes irányban (oldalról nézve északi sark.) A tengely egy virtuális egyenes, amely metszi egymást föld az Északi- és Déli-sark térségében, azaz. a pólusok fix helyzetűek és nem vesznek részt forgó mozgás, míg az összes többi hely be van kapcsolva a Föld felszíne forognak, és a forgási sebesség nem azonos, és az egyenlítőhöz viszonyított helyzetüktől függ - minél közelebb van az egyenlítőhöz, annál nagyobb a forgási sebesség.

Például Olaszország régiójában a forgási sebesség körülbelül 1200 km / h. A Föld tengelye körüli forgásának következménye a nappal és az éjszaka változása, valamint az égi szféra látszólagos mozgása.

Valóban, az embernek az a benyomása, hogy a sztárok és mások égitestek az éjszakai égbolt mozgása a bolygóval való mozgásunkkal ellentétes irányban (vagyis keletről nyugatra).

Úgy tűnik, hogy a csillagok a Sarkcsillag körül helyezkednek el, amely egy képzeletbeli vonalon helyezkedik el - a Föld tengelyének északi irányú folytatása. A csillagok mozgása nem bizonyíték arra, hogy a Föld forogna a tengelye körül, mert ez a mozgás az égi szféra forgásának következménye is lehet, ha feltételezzük, hogy a bolygó rögzített, mozdulatlan pozíciót foglal el a térben.

Foucault-inga

A Föld saját tengelye körüli forgásának cáfolhatatlan bizonyítékát 1851-ben mutatta be Foucault, aki a híres ingakísérletet végezte.

Képzeljük el, hogy az Északi-sarkon egy ingát oszcilláló mozgásba állítunk. Az ingára ​​ható külső erő a gravitáció, míg az oszcilláció irányának változását nem befolyásolja. Ha elkészítünk egy virtuális ingát, amely nyomokat hagy a felszínen, akkor megbizonyosodhatunk arról, hogy egy idő után a pályák az óramutató járásával megegyező irányban mozognak.

Ez az elfordulás két tényezővel hozható összefüggésbe: vagy annak a síknak az elforgatásával, amelyen az inga oszcillál, vagy a teljes felület elfordulásával.

Az első hipotézis elvethető, figyelembe véve, hogy az ingán nincsenek olyan erők, amelyek megváltoztathatnák a síkot oszcilláló mozgások. Ebből az következik, hogy a Föld forog, és mozgásokat végez a saját tengelye körül. Ezt a kísérletet Foucault Párizsban végezte, egy hatalmas, körülbelül 30 kg súlyú bronzgömb alakú ingát használt, amelyet egy 67 méteres kábelre függesztettek fel. Az oszcilláló mozgások kiindulópontja a Pantheon padlójának felületén volt rögzítve.

Tehát a Föld forog, és nem az égi szféra. Bolygónkról az eget megfigyelő emberek rögzítik mind a Nap, mind a bolygók mozgását, pl. Az univerzumban minden tárgy mozgásban van.

Időkritérium - nap

Egy nap az az idő, ameddig a Föld egy kört elvégez a saját tengelye körül. A „nap” kifejezésnek két definíciója van. A "szoláris nap" a Föld forgásának időtartama, amelyben . Egy másik fogalom - "sziderikus nap" - más kiindulási pontot jelent - bármely csillagot. A kétféle nap időtartama nem azonos. A sziderikus nap hosszúsági foka 23 óra 56 perc 4 s, míg a szoláris napé 24 óra.

Az eltérő időtartam abból adódik, hogy a Föld a saját tengelye körül forogva a Nap körül is keringést végez.

Elvileg egy szoláris nap időtartama (bár 24 órának számít) változó érték. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a Föld mozgása a pályáján változó sebességgel történik. Ha a Föld közelebb van a Naphoz, a keringési sebessége nagyobb, a Naptól távolodva a sebesség csökken. Ebben a tekintetben egy olyan fogalom, mint az „átlagos szoláris nap”, nevezetesen időtartamuk 24 óra.

Keringés a Nap körül 107 000 km/h sebességgel

A Föld Nap körüli sebessége bolygónk második fő mozgása. A Föld elliptikus pályán mozog, azaz. a pálya ellipszis alakú. Amikor a Föld közvetlen közelében van és az árnyékába esik, fogyatkozások következnek be. A Föld és a Nap közötti átlagos távolság körülbelül 150 millió kilométer. A csillagászat egy mértékegységet használ a Naprendszeren belüli távolságok mérésére; „csillagászati ​​egységnek” (AU) nevezik.

A Föld keringési sebessége körülbelül 107 000 km/h.
A Föld tengelye és az ellipszis síkja által bezárt szög körülbelül 66 ° 33 ', ez egy állandó érték.

Ha a Napot a Földről figyeljük, úgy tűnik, hogy ez az, amely az év folyamán áthalad az égen, áthalad a csillagokon, és alkotja a Zodiákust. Valójában a Nap is áthalad az Ophiuchus csillagképen, de nem tartozik a Zodiákus köréhez.

A tudósok arra jutottak a következő következtetéseket- a föld forgási sebessége csökken. Ez a következő következményekhez vezet - a nap meghosszabbodik. Ha nem megy bele a részletekbe, akkor az északi féltekén a nap fényes része valamivel hosszabb lesz, mint télen. De ez az értelmezés csak avatatlanok számára alkalmas. A geofizikusok mélyebb következtetésekre jutnak – a napok nem csak tavasszal növelik az időkeretet. A nappal hosszabbodásának oka elsősorban a hold befolyásában rejlik.

A Föld természetes műholdjának vonzási ereje akkora, hogy izgalmat kelt az óceánokban, és megingatja őket. Ugyanakkor a föld a műkorcsolyázók analógiájára hat, akik, hogy lassítsák a forgást programjaik végrehajtása közben, kinyújtják a kezüket. Ennek köszönhető, hogy egy hétköznapi földi napon egy idő után egy órával több lesz, mint amit megszoktunk. Egy brit csillagász arra a következtetésre jutott, hogy ie 700 óta folyamatosan lelassul a Föld tengelye körüli forgása. Kiszámolta a Föld forgási sebességét az azóta fennmaradt adatok – agyagtáblák, valamint hold- és napfogyatkozásokat leíró történelmi bizonyítékok – alapján. Ezek alapján a tudós kiszámította a Nap helyzetét, és meg tudta állapítani, milyen féktávot tesz meg bolygónk csillagához képest. 530 millió évig a Föld forgási sebessége sokkal lassabb volt, és csak 21 óra volt egy napban.

És azok a dinoszauruszok, amelyek százmillió évvel ezelőtt benépesítették bolygónk kiterjedését, már napi 23 órát éltek. Ezt a korallok által hátrahagyott meszes lerakódások vizsgálatával lehet megállapítani. Vastagságuk attól függ, hogy milyen évszak van jelen a bolygón. Ennek alapján meglehetősen pontosan meg lehet határozni - milyen intervallumban voltak a rugók egymástól. És ez az időtartam bolygónk teljes létezése során csökken. Félmillió évvel ezelőtt bolygónk gyorsabban mozgott a tengely körül, miközben a csillag körüli mozgás állandó marad. Ez azt jelenti, hogy az év minden évmilliója ugyanaz maradt, ugyanannyi óra van. De idén nem 365 nap volt, mint ma, hanem 420. Az emberiség megjelenése után ez a tendencia nem szűnt meg létezni. A Föld tengelye körüli forgási sebessége folyamatosan lassul. A Journal for the History of Astronomy 2008-ban publikált egy cikket erről a jelenségről.

Stephenson, aki a Durham Egyetemen (Nagy-Britannia) dolgozik, annak érdekében, hogy teljesen biztos legyen és megerősítse a hipotézist, több száz napfogyatkozást elemzett, amelyek az elmúlt 2,7 ezer év során történtek. Az ókori Babilon agyagtábláiban minden ékírással rögzített égi jelenséget nagyon részletesen leírnak. A tudósok feljegyezték az esemény idejét és pontos dátumát. Egy másik jellemző - a teljes napfogyatkozás a Földön nem olyan gyakran, csak 300 évente egyszer. Ebben a pillanatban a Nap teljesen el van rejtve a Föld mögött, és több percre teljes sötétség ereszkedik rá. Nagyon gyakran az ókori tudósok nagy pontossággal írták le mind a napfogyatkozás kezdetét, mind a végét. Ezeket az adatokat pedig egy modern csillagász használta fel csillagunk Földhöz viszonyított helyzetének meghatározására.

A babiloni naptár dátumainak újraszámítása speciálisan összeállított táblázatok alapján történt, ami megkönnyítette a munkát. Ezek az adatok teszik lehetővé a csillagászok számára, hogy nagy pontossággal határozzák meg. Hogyan történt a Föld lassulása? Helyes adatok a Naphoz viszonyított helyzetéről, lehetővé téve annak meghatározását abban a pillanatban, amikor elhalad a Nap mellett. A bolygó Nap körüli pályája a saját tengelye körüli mozgástól függ. A földi idő, amely ebből a függésből származik, független mennyiség. Ez az univerzális idő egy általánosan elfogadott mutató, amelyet az alapján számítanak ki, hogy a Föld hogyan forog a tengelye körül, és milyen helyzetben van a Naphoz képest. Ez az univerzális idő folyamatosan tolódik vissza, hiszen minden évben egy másodperccel bővül az év, amit éppen a Föld lassulási folyamata okoz. És mint kiderült, a földi és az egyetemes idő közötti különbség egyre nagyobb, attól függően, hogy milyen régen történt a napfogyatkozás. Ez csak egy dolgot jelenthet – minden évezred 0,002 másodperccel növeli a napot. Ezeket az adatokat a földpályára bocsátott műholdlaboratóriumokból végrehajtott változtatások is megerősítik.

A lassulás mértéke teljes mértékben összhangban van egy brit tudós számításaival. És abban az időben, amikor Babilon civilizációjának virágzását megfigyelték, a földi nap valamivel rövidebb ideig tartott, a különbség modern idők 0,04 másodperc volt. És ezt a csekély eltérést Stephenson számította ki, mivel képes volt összehasonlítani az univerzális időt és értékelni az abban felhalmozott hibákat. Mivel a 700-as évtől napjainkig körülbelül egymillió nap telt el, az elektronikus óráinkat 7 órával tudtuk átfordítani, így a Föld tengelye körüli forgási idejéhez sok időt adtunk.

Az elmúlt évek kivételt jelentenek a Föld számára, ezalatt gyakorlatilag nem hosszabbodik meg a nappal, és a Föld állandó sebességgel mozog tovább. A föld belsejében lévő tömegek elkezdhették kompenzálni a befolyás okozta ingadozásokat mágneses mező Hold. A bolygó mozgásának felgyorsulását pedig például a 2004-es argentin földrengés okozhatja, ami után 8 milliomod másodperccel rövidült a nap. A történelem legrövidebb napját 2003-ban jegyezték fel, amikor még 24 órájuk sem volt (1005 másodperc nem volt elég). A Föld forgását vizsgáló nemzetközi szolgálat és geofizikusok nagy figyelemmel kísérik a Föld forgási sebességének lassításának problémáját és a mozgását befolyásoló folyamatokat. Végül is ez választ fog adni számos globális kérdésre, amelyek a bolygó szerkezetével és a mélystruktúrákban - a köpenyben és a magban - végbemenő folyamatokkal kapcsolatosak. Mit takar a kutatás és tudományos tevékenység szeizmológusok és geofizikusok.

A Föld folyamatosan mozgásban van: forog a tengelye és a Nap körül. Ennek köszönhető, hogy a Földön nappal és éjszaka, valamint évszakok váltakozása van. Beszéljünk részletesebben arról, hogy a Föld milyen gyorsan mozog a tengelye körül, és mekkora a Föld sebessége a Nap körül.

Milyen sebességgel forog a Föld?

Bolygónk 23 óra 56 perc és 4 másodperc alatt teljes körforgást végez a tengelye körül, ezért ezt a forgást napinak nevezzük. Mindenki tudja, hogy a Földön egy adott időszak alatt a nappalnak van ideje éjszakára váltani.

Az Egyenlítőn a legnagyobb forgási sebesség 1670 km/h. De ez a sebesség nem nevezhető állandónak, mivel a bolygó különböző helyein változik. Például a legalacsonyabb sebesség az Északi- és a Déli-sarkon van – akár nullára is csökkenhet.

A Föld forgási sebessége a Nap körül körülbelül 108 000 km / h vagy 30 km / s. A Nap körüli pályán bolygónk 150 ml-t tesz meg. km. Bolygónk 365 nap, 5 óra, 48 perc, 46 másodperc alatt tesz meg egy teljes körforgást a csillag körül, tehát minden negyedik év szökőév, vagyis egy nappal hosszabb.

A Föld sebessége relatív értéknek számít: csak a Naphoz, a saját tengelyéhez viszonyítva számítható, Tejút. Instabil, és hajlamos megváltozni egy másik térobjektumhoz képest.

Érdekes tény, hogy a nap időtartama áprilisban és novemberben 0,001 másodperccel tér el a szokásostól.