Розмір оригіналу: 280 x180
Тип: jpg Дата: 2015-11-16
Ви коли-небудь задавалися питанням щодо того, як швидко Земля обертається навколо своєї осі і як нам вдається стійко ходити по Землі, незважаючи на те, що швидкість її обертання все-таки не маленька? Почнемо з того, що Земля має силу тяжіння, яка й утримує нас на ній, а величезна інерція Землі не дозволяє нам відчувати обертання! Ця стаття допоможе нам з'ясувати, яка швидкість Землі навколо своєї осі, а також розповість нам, як швидко Земля обертається навколо Сонця.
Коли ми говоримо про швидкість Землі, ми повинні мати на увазі, що швидкість величина відносна і тому завжди вимірюється в порівнянні з іншим відносним об'єктом. Це означає, що рух може бути виміряний лише, коли є контрольна точка. Наприклад, швидкість Землі може бути обчислена тільки щодо власної осі, Чумацького шляху, Сонячної Системи, навколишніх астрономічних об'єктів чи Сонця. Тож з'ясування, наприклад, швидкості обертання Землі навколо Сонця доводиться використовувати спеціальні Астрономічні Одиниці. Землі потрібно один рік або 365 днів, щоб пройти один оберт навколо Сонця. По своїй орбіті навколо Сонця Земля проходить 150 мільйонів кілометрів. Отже, Земля обертається довкола Сонця зі швидкістю приблизно 30 км/сек.
Земля робить повний оберт навколо осі за 23 години 56 хвилин і 04,09053 секунди, цей час приблизно і взято за тривалість доби - 24 години. Земна вісь – уявна лінія, яка проходить через центр Землі, Північний та Південний полюси. Щоб зрозуміти, як швидко обертається Земля, ми повинні з'ясувати, з якою швидкістю обертається Земля на екваторі. Для цього нам необхідно знати довжину кола Землі на екваторі, що становить 40 070 км. Тепер просто розділивши довжину кола екватора на тривалість доби, ми отримаємо швидкість обертання землі навколо своєї осі:
40070 км/24 години = 1674,66 км/год
Розмір 1674,66 км/год – відповідь питанням, з якою швидкістю Земля обертається навколо своєї осі на екваторі. Однак, цю швидкість не можна розглянути як константу, оскільки швидкість обертання у різних місцях відрізняється. Швидкість змінюється в залежності від розташування точки земної поверхні, тобто на якій відстані дана точкаперебувати від екватора. Вся справа в тому, що на екваторі довжина кола Землі найбільша, і, отже, перебуваючи на екваторі, ви разом із земною поверхнею за 24 години проходите навколо Земної осі найбільшу відстань. Однак, наближаючись до Північного полюса, довжина кола земної поверхні зменшується, і Ви разом із Землею проходите за 24 години меншу відстань.
В ідеальному випадку швидкість обертання на Північному та Південному полюсах падає до нуля! Таким чином, швидкість обертання Землі навколо своєї осі залежить від широтного розташування місця. Найбільша швидкість на екваторі, потім вона зменшується з наближенням до Північного чи Південного полюса. Наприклад, швидкість обертання Землі на Алясці становить лише 570 км на годину! У середніх широтах швидкість обертання досягає середнього значення. Наприклад, у таких місцях, як Нью-Йорк та Європа, швидкість обертання Землі становить приблизно 1125 -1450 км/год.
Ми сподіваємося, що тепер Ви стали більш обізнані з питанням, наскільки швидко Земля обертається навколо своєї осі. Щоб обчислити довжину коло землі в тому місці, де Ви знаходитесь, Вам просто потрібно визначити косинус кута своєї широти, яка, як відомо, задається в кутах, просто уважніше погляньте на карту. Потім треба помножити цю величину на довжину кола Землі на екваторі, щоб отримати довжину кола на вашій широті. Розділивши довжину кола на 24 (кількість годин на добу) Ви отримаєте швидкість обертання Землі навколо своєї осі в тому місці, де Ви знаходитесь.
Земля завжди перебуває у русі. Хоча здається, що ми стоїмо нерухомо на поверхні планети, вона безперервно обертається навколо своєї осі та Сонця. Цей рух не відчувається нами, оскільки він нагадує політ у літаку. Ми рухаємося з тією самою швидкістю, як і літак, тому не відчуваємо, що рухаємося взагалі.
З якою швидкістю Земля обертається навколо осі?
Земля робить один оберт навколо своєї осі майже за 24 години (якщо бути точними, то за 23ч 56хв 4,09 сек або 23,93 години). Оскільки коло Землі на 40075 км, то будь-який об'єкт на екваторі обертається зі швидкістю приблизно 1674 км на годину або приблизно 465 метрів (0,465 км) на секунду (40075 км ділимо на 23,93 години та отримуємо 1674 км на годину).
На (90 градусах північної широти) і (90 градусах південної широти) швидкість фактично дорівнює нулю, тому що точки полюсів обертаються на дуже повільній швидкості.
Для того щоб визначити швидкість на будь-якій іншій широті, просто помножте широту косинус на швидкість обертання планети на екваторі (1674 км на годину). Косинус 45 градусів дорівнює 0,7071, таким чином, множимо 0,7071 на 1674 км на годину та отримуємо 1183,7 км на годину.
Косинус необхідної широти легко визначити за допомогою калькулятора або подивитися у таблиці косінусів.
Швидкість обертання Землі для інших широт:
- 10 градусів: 0.9848 × 1674 = 1648,6 км на годину;
- 20 градусів: 0.9397×1674=1573,1 км на годину;
- 30 градусів: 0.866×1674=1449,7 км на годину;
- 40 градусів: 0.766×1674=1282,3 км на годину;
- 50 градусів: 0.6428×1674=1076,0 км на годину;
- 60 градусів: 0.5×1674 = 837,0 км на годину;
- 70 градусів: 0.342×1674=572,5 км на годину;
- 80 градусів: 0.1736×1674 = 290,6 км на годину.
Циклічне гальмування
Все циклічно, навіть швидкість обертання нашої планети, яку геофізики можуть виміряти з точністю до мілісекунд. Обертання Землі, як правило, має п'ятирічні цикли уповільнення та прискорення, та останній рікциклу уповільнення часто взаємопов'язаний із сплеском землетрусів по всьому світу.
Оскільки 2018 рік є останнім у циклі уповільнення, вчені очікують цього року на зростання сейсмічної активності. Кореляція не є причинно-наслідковим зв'язком, але геологи завжди шукають інструменти, щоб спробувати передбачити, коли станеться черговий потужний землетрус.
Коливання земної осі
Земля при обертанні робить невеликі коливання, оскільки вісь дрейфує на полюсах. Було відмічено, що дрейф земної осі прискорився з 2000 року, рухаючись зі швидкістю 17 див на рік Схід. Вчені встановили, що вісь, як і раніше, рухається на схід замість того, щоб рухатися вперед і назад через комбінований ефект танення Гренландії, а також втрати води в Євразії.
Дрейф осі, як передбачається, особливо чутливий до змін, що відбуваються на 45 градусах північної та південної широти. Це відкриття призвело до того, що вчені нарешті змогли відповісти на давнє запитання, чому ось взагалі дрейфує. Коливання осі на Схід чи Захід викликано сухими чи вологими роками Євразії.
З якою швидкістю Земля рухається навколо Сонця?
На додаток до швидкості обертання Землі навколо своєї осі, наша планета також обертається навколо Сонця зі швидкістю близько 108000 км/год (або приблизно 30 км/сек), і повністю завершує свою орбіту навколо Сонця за 365,256 днів.
Лише у 16 столітті люди зрозуміли, що Сонце є центром нашої Сонячна система, і що Земля переміщається навколо нього, а чи не є нерухомим центром Всесвіту.
У тому факті, що Земля крутиться як навколо своєї осі, так і навколо Сонця, нашого природного світила сьогодні немає сумнівів ні в кого з людей. Це абсолютний та підтверджений факт, проте чому Земля крутиться саме так, як вона це робить? У цьому питанні ми сьогодні й розберемося.
Чому Земля крутиться навколо своєї осі
Почнемо ми з першого питання, яке полягає в природі самостійного обертання нашої планети.
І відповіддю на це питанняЯк на багато інших питань про таємниці нашого всесвіту, є Сонце. Саме вплив Сонячних променів на нашу планету наводить її у рух. Якщо ж трохи більше заглибитися в дане питання, то варто зазначити, що сонячні промені прогрівають атмосферу і гідросферу планети, які рухаються в процесі нагрівання. Такий рух змушує Землю рухатися.
Що ж до відповіді питанням, чому Земля крутиться проти годинникової стрілки, а чи не по ній, то як такого фактичного підтвердження цьому факту немає. Однак варто відзначити, що більшість тіл у нашій Сонячній системі обертається саме за годинниковою стрілкою. Саме тому ця умоваторкнулося і нашої планети.
Крім того, важливо розуміти, що Земля обертається проти годинникової стрілки тільки за умови, що її рух спостереження відбуватиметься з північного полюса. У разі спостережень з боку південного полюса, обертання відбуватимуться інакше – за годинниковою стрілкою.
Чому Земля крутиться навколо Сонця
Що ж до глобальнішого питання, пов'язаного з обертанням нашої планети навколо свого природного світила, його ми максимально докладно розглядали в рамках відповідної статті на нашому сайті. Однак якщо говорити коротко, то причиною такого обертання є закон всесвітнього тяжіння, що у Космосі діє як і Землі. І він полягає в тому, що тіла з більшою масою притягують до себе менш важкі тіла. Таким чином, Земля притягується до Сонця і здійснює обертання навколо зірки за рахунок своєї маси, а також прискорення, рухаючись строго існуючою орбітою.
Чому Місяць крутиться навколо Землі
Природу обертань природного супутника нашої планети ми також розглядали, і причина такого руху має аналогічний характер – закон всесвітнього тяжіння. Земля, зрозуміло, має серйознішу масу, ніж Місяць. Відповідно – Місяць притягується до Землі і здійснює рух її орбітою.
Наша планета перебуває у постійному русі. Разом із Сонцем вона переміщається у космосі навколо центру Галактики. А та, своєю чергою, рухається у Всесвіті. Але найбільше значеннядля всього живого грає обертання Землі навколо Сонця та своєї осі. Без цього руху умови планети були б непридатними підтримки життя.
сонячна система
Земля як планета Сонячної системи за розрахунками вчених сформувалася понад 4,5 млрд. років тому. За цей час відстань від світила мало змінювалася. Швидкість руху планети та сила тяжіння Сонця врівноважили її орбіту. Вона не ідеально кругла, але стабільна. Якби сила тяжіння світила була сильнішою чи швидкість Землі помітно зменшилася, вона б впала на Сонце. Інакше вона рано чи пізно відлетіла б у космос, переставши бути частиною системи.
Відстань від Сонця до Землі уможливлює підтримку оптимальної температурина її поверхні. У цьому важливу роль грає і атмосфера. Під час обертання Землі навколо Сонця змінюються пори року. Природа пристосувалася до таких циклів. Але якби наша планета була віддалена на більшу відстань, то температура на ній стала б негативною. Якби вона опинилася ближче - вся вода б випарувалася, оскільки стовпчик термометра перевищив би точку кипіння.
Шлях планети навколо світила називається орбітою. Траєкторія цього польоту не ідеально кругла. Вона має еліпсність. Максимальна різниця становить 5 млн. км. Найближча точка орбіти до Сонця знаходиться на відстані 147 км. Вона називається перигелієм. Земля її проходить у січні. У липні планета знаходиться від світила на максимальній відстані. Найбільша відстань – 152 млн км. Ця точка називається афелієм.
Обертання Землі навколо своєї осі та Сонця забезпечує відповідно зміну добових режимів та річних періодів.
Для людини рух планети навколо центру системи непомітний. Це тому, що маса Землі величезна. Проте щомиті ми пролітаємо в просторі близько 30 км. Це здається нереальним, але такі розрахунки. У середньому вважається, що Земля перебуває від Сонця з відривом близько 150 млн км. Один повний оберт навколо світила вона робить за 365 днів. Пройдена відстань за рік становить майже мільярд кілометрів.
Точна відстань, яку наша планета проходить за рік, рухаючись навколо світила, становить 942 млн км. Ми разом з нею рухаємося у просторі еліптичною орбітою зі швидкістю 107 000 км/год. Напрямок обертання - із заходу Схід, тобто проти умовної годинникової стрілки.
Повний оборот планета завершує не рівно за 365 днів, як вважається. При цьому триває ще близько шостої години. Але для зручності літочислення цей час враховують сумарно за 4 роки. У результаті "набігає" один додатковий день, його додають у лютому. Такий рік вважається високосним.
Швидкість обертання Землі навколо Сонця є непостійною. Вона має відхилення від середнього значення. Це з еліптичної орбітою. Різниця між значеннями найбільше проявляється в точках перигелію та афелію і становить 1 км/сек. Ці зміни непомітні, оскільки ми і всі навколишні предмети рухаються в системі координат однаково.
Зміна сезонів
Обертання Землі навколо Сонця і нахил осі планети уможливлює зміну пір року. Це менше помітно на екваторі. Але ближче до полюсів річна циклічність проявляється більше. Північна та Південна півкулі планети обігріваються енергією Сонця нерівномірно.
Рухаючись довкола світила, вони проходять чотири умовні точки орбіти. При цьому почергово двічі протягом піврічного циклу вони опиняються щодо нього далі чи ближче (у грудні та червні – дні сонцестоянь). Відповідно в місці, де поверхня планети прогрівається краще, там температура довкіллявище. Період на такій території прийнято називати влітку. В іншій півкулі в цей час помітно холодніше - там зима.
Через три місяці такого руху з періодичністю півроку планетарна вісь розташовується таким чином, що обидві півкулі знаходяться в однакових умовах для обігріву. У цей час (у березні та вересні – дні рівнодення) температурні режимиприблизно рівні. Тоді, залежно від півкулі, настають осінь та весна.
Земна вісь
Наша планета - це куля, що обертається. Рух її здійснюється навколо умовної осі і відбувається за принципом дзиги. Спираючись основою в площину в розкрученому стані, він утримуватиме рівновагу. Коли швидкість обертання слабшає, дзига падає.
Земля упору немає. На планету діють сили тяжіння Сонця, Місяця та інших об'єктів системи та Всесвіту. Проте вона витримує постійне становище у просторі. Швидкість її обертання, отримана при формуванні ядра, достатня підтримки відносної рівноваги.
Земна вісь проходить через кулю планети не перпендикулярно. Вона нахилена під кутом 66 ° 33 '. Обертання Землі навколо своєї осі та Сонця уможливлює зміну сезонів року. Планета «перекидалася» б у просторі, якби в неї не було суворої орієнтації. Ні про яку сталість умов середовища проживання і життєвих процесів її поверхні було мови.
Осьове обертання Землі
Обертання Землі навколо Сонця (один оборот) відбувається протягом року. За день на ній змінюються день та ніч. Якщо подивитися на Північний полюс Землі з космосу, можна побачити, як вона обертається проти годинникової стрілки. Повний оборот вона здійснює приблизно за 24 години. Цей період називають добою.
Швидкість обертання визначає швидкість зміни дня та ночі. За одну годину планета обертається приблизно на 15 градусів. Швидкість обертання у різних точках її поверхні різна. Це відбувається через те, що вона має кулясту форму. На екваторі лінійна швидкістьскладає 1669 км/годину, або 464 м/сек. Ближче до полюсів цей показник зменшується. На тридцятій широті лінійна швидкість вже становитиме 1445 км/год (400 м/сек).
Через осьове обертання планета має дещо стиснуту з полюсів форму. Також цей рух «примушує» відхилятися предмети, що переміщаються (у тому числі повітряні і водні потоки) від початкового напрямку (сила Коріоліса). Ще одним важливим наслідком такого обертання є припливи та відливи.
Зміна дня та ночі
Кулястий об'єкт єдиним джерелом світла у певний момент висвітлюється лише наполовину. Щодо нашої планети в одній її частині в цей момент буде день. Неосвітлена частина буде прихована від Сонця – там ніч. Осьове обертання дає можливість змінюватися цим періодам.
Крім світлового режиму, змінюються умови обігріву поверхні планети енергією світила. Така циклічність має важливе значення. Швидкість зміни світлових та теплових режимів здійснюється порівняно швидко. За 24 години поверхня не встигає ні надмірно нагрітися, ні охолонути нижче за оптимальний показник.
Обертання Землі навколо Сонця та своєї осі з відносно постійною швидкістю має визначальне для тваринного світу значення. Без сталості орбіти планета не втрималася б у зоні оптимального обігріву. Без осьового обертання день і ніч тривали по півроку. Ні те, ні інше не сприяло б зародженню та збереженню життя.
Нерівномірність обертання
Людство за свою історію звикло до того, що зміна дня та ночі відбувається постійно. Це слугувало певним зразком часу та символом рівномірності життєвих процесів. На період обертання Землі навколо Сонця певною мірою впливає еліпсність орбіти та інші планети системи.
Інша особливість – зміна тривалості доби. Осьове обертання Землі відбувається нерівномірно. Вирізняють кілька основних причин. Значення мають сезонні коливання, пов'язані з динамікою атмосфери та розподілом опадів. Крім того, приливна хвиля, спрямована проти руху планети, постійно його гальмує. Цей показник мізерний (за 40 тис. років на 1 секунду). Але за 1 млрд років під впливом цього тривалість доби збільшилася на 7 годин (з 17 до 24).
Наслідки обертання Землі навколо Сонця та осі вивчаються. Дані дослідження мають велике практичне та наукове значення. Їх використовують не тільки для точності визначення зоряних координат, але і для виявлення закономірностей, які можуть впливати на процеси життєдіяльності людини та природні явища у гідрометеорології та інших сферах.
Для спостерігача, що знаходиться в Північній півкулі, наприклад, у європейській частині Росії, Сонце звично сходить на сході і піднімається на південь, займаючи опівдні найвищу позицію на небосхилі, потім хилиться на захід і ховається за лінією горизонту. Цей рух Сонця є лише видимим і викликаний обертанням Землі навколо своєї осі. Якщо дивитися на Землю зверху у напрямку Північного полюса, то вона обертатиметься проти годинникової стрілки. Сонце у своїй перебуває дома, видимість його руху створюється з допомогою обертання Землі.
Річне обертання Землі
Навколо Сонця Земля також обертається проти годинникової стрілки: якщо дивитися на планету згори, з боку Північного полюса. Так як земна вісь має нахил щодо площини обертання, у міру обертання Землі навколо Сонця вона висвітлює її нерівномірно. На одні області сонячного світлапотрапляє більше, інші – менше. Завдяки цьому відбувається зміна пір року та зміна тривалості дня.
Весняне та осіннє рівнодення
Двічі на рік, 21 березня та 23 вересня, Сонце однаково висвітлює Північну та Південну півкулі. Ці моменти відомі як і осіннє рівнодення. У березні у Північній півкулі починається, у Південній – осінь. У вересні, навпаки, до Північної півкулі приходить осінь, а до Південної – весна.
Літнє та зимове сонцестояння
У Північній півкулі 22 червня Сонце найвище піднімається над горизонтом. День має найбільшу тривалість, а ніч цієї доби найкоротша. Зимове сонцестояння відбувається 22 грудня - день має найкоротшу тривалість, а ніч максимально довга. У Південній півкулі все відбувається навпаки.
Полярна ніч
Через нахил земної осі полярні та приполярні області Північної півкулі в зимові місяці виявляються без сонячного світла – Сонце взагалі не піднімається над горизонтом. Це явище відоме як полярна ніч. Аналогічна полярна ніч існує і для приполярних областей Південної півкулі, різниця між ними складає рівно півроку.
Що дає Землі її обертання навколо Сонця
Планети не можуть не обертатися навколо своїх світил – інакше вони просто були б притягнуті і згоріли. Унікальність Землі полягає в тому, що нахил її осі в 23,44о виявився оптимальним для виникнення всього різноманіття життя на планеті.
Саме завдяки нахилу осі відбувається зміна пір року, існують різні кліматичні зони, що забезпечили різноманіття земної флори та фауни Зміна нагріву земної поверхні забезпечує рух повітряних мас, отже, і випадання опадів як дощу і снігу.
Відстань від Землі до Сонця в 149600000 км також виявилася оптимальною. Трохи далі, і вода на Землі була лише у вигляді льоду. Трохи ближче, і температура була б занадто висока. Саме виникнення життя на Землі та різноманіття її форм стало можливим саме завдяки унікальному збігу такого безлічі факторів.
