Основні рухи Землі у просторі

© Володимир Каланов,
сайт"Знання-сила".

Наша планета обертається навколо своєї осі із заходу Схід, тобто проти годинникової стрілки (якщо дивитись із боку Північного полюса). Вісь - це умовна пряма лінія, що перетинає земну кулю в районі Північного і Південного полюсів, тобто полюси мають фіксоване положення і "не беруть участь" у обертальному русі, в той час як всі інші точки розташування на земній поверхні обертаються, причому лінійна швидкість обертання на поверхні земної кулі залежить від положення стосовно екватора - чим ближче до екватора, тим лінійна швидкість обертання вище (пояснимо, що кутова швидкість обертання будь-якої кулі однакова в різних її точках і вимірюється в рад/сек, ми обговорюємо швидкість переміщення об'єкта, що знаходиться на поверхні Землі і тим вище, що більше об'єкт віддалений від осі обертання).

Наприклад, на середніх широтах Італії швидкість обертання становить приблизно 1200 км/год, на екваторі вона максимальна і становить 1670 км/год, тоді як на полюсах вона дорівнює нулю. Наслідками обертання Землі навколо своєї осі є зміна дня та ночі та видимий рух небесної сфери.

Справді, складається враження, що зірки та інші небесні тіла нічного неба рухаються у протилежному нашому з планетою руху напрямку (тобто зі сходу на захід). Здається, що зірки знаходяться навколо Полярної зірки, розташованої на уявної лінії - продовженні земної осі у північному напрямі. Рух зірок не є доказом того, що Земля обертається навколо своєї осі, адже цей рух міг би бути наслідком обертання небесної сфери, якщо вважати, що планета займає фіксоване, нерухоме положення у просторі, як думали раніше.

Добу. Що таке сидерічна та сонячна доба?

Доба - це час, протягом якого Земля здійснює повний оборот навколо своєї осі. Існують два визначення поняття «добу». "Сонячна доба" - це проміжок часу обертання Землі, при якому за відправну точку береться Сонце. Інше поняття – «сидерічна доба» (від лат. sidus- родовий відмінок sideris- зірка, небесне світило) - має на увазі іншу відправну точку - "зафіксовану" зірку, відстань до якої спрямована до нескінченності, у зв'язку з чим ми припускаємо, що її промені взаємопаралельні. Тривалість двох видів доби відрізняється один від одного. Сидерічна доба становлять 23 год 56 хв 4 с, тривалість сонячної доби трохи довше і дорівнює 24 годин. Різниця пов'язані з тим, що Земля, обертаючись навколо своєї осі, робить і орбітальне обертання навколо Сонця. Розібратися із цим простіше за допомогою малюнка.

Сонячна та сидерічна доба. Пояснення.

Розглянемо два положення (див. рис.), які Земля займає, здійснюючи просування своєю орбітою навколо Сонця, « А- місце спостерігача на земній поверхні. 1 - положення, яке займає Земля (на початку відліку доби) або від Сонця, або від будь-якої зірки, яку ми визначимо як точку відліку. 2 - становище нашої планети після обороту навколо власної осі щодо цієї зірки: світло цієї зірки, а вона знаходиться на великому видаленні, дійде до нас паралельно напрямку 1 . Коли Земля займе становище 2 , можна говорити про «сидеричну добу», т.к. Земля зробила повний оберт навколо своєї осі щодо далекої зірки, але поки що не щодо Сонця. Напрямок спостереження Сонцем дещо змінилося через звернення Землі. Для того щоб Земля здійснила повний оберт навколо власної осі щодо Сонця («сонячна доба»), потрібно почекати, коли вона "довернеться" ще приблизно на 1 ° (еквівалент щоденного переміщення Землі під кутом - вона проходить 360 ° за 365 діб), це займе приблизно чотири хвилини.

У принципі, тривалість сонячної доби (хоч і приймається за 24 години) – величина непостійна. Це пов'язано з тим, що рух Землі орбітою фактично відбувається зі змінною швидкістю. Коли Земля знаходиться ближче до Сонця, швидкість її руху по орбіті вище, у міру віддалення від світила швидкість знижується. У зв'язку з цим введено таке поняття, як «середня сонячна доба», саме їхня тривалість двадцять чотири години.

Крім того, зараз достовірно встановлено, що період обертання Землі збільшується під впливом зміни морських припливів та відливів, спричинених Місяцем. Уповільнення становить приблизно 0,002 із за століття. Накопичення таких, на перший погляд непомітних відхилень, означає, однак, що з початку нашої ери до сьогодні сумарне уповільнення вже становить близько 3,5 годин.

Звернення навколо Сонця – другий основний рух нашої планети. Земля рухається еліптичною орбітою, тобто. орбіта має форму еліпса. Коли Місяць знаходиться в безпосередній близькості від Землі і потрапляє до її тіні, відбуваються затемнення. Середня відстань між Землею та Сонцем становить приблизно 149,6 мільйонів кілометрів. В астрономії використовується одиниця виміру відстаней усередині Сонячної системи; її називають «астрономічна одиниця» (А.е.). Швидкість, з якою Земля рухається орбітою, становить приблизно 107 000 км/год. Кут, утворений земною віссю і площиною еліпса, становить приблизно 66°33" і зберігається на всій орбіті.

З точки зору спостерігача, що знаходиться на Землі, звернення призводить до видимого руху Сонця по екліптиці через зірки і сузір'я, представлені в Зодіаку. Насправді Сонце також проходить і через сузір'я Змієносця, але воно не належить до Зодіакального кола.

Пори року

Зміна пір року – наслідок звернення Землі навколо Сонця. Причиною сезонних змін є нахил осі обертання Землі до площини її орбіти. Рухаючись еліптичною орбітою, Земля в січні знаходиться в найближчій до Сонця точці (перигелій), а в липні в найвіддаленішій від нього точці - афелій. Причина зміни пір року - нахил орбіти, внаслідок чого Земля нахиляється до Сонця то однією півкулею, то іншою і, відповідно, отримує різну кількість сонячних променів. Влітку Сонце досягає найвищої точки екліптики. Це означає, що Сонце здійснює над горизонтом найдовший рух за добу, і тривалість дня максимальна. Взимку, навпаки, Сонце знаходиться низько над горизонтом, сонячне проміння падає на Землю не прямо, а косо. Тривалість дня коротка.

Залежно від пори року різні частини планети перебувають під впливом сонячних променів. Промені перпендикулярні до тропіків під час сонцестояння.

Пори року у північній півкулі

Річний рух Землі

Визначення року, основний календарної одиниці часу, негаразд просто, як здається здавалося б, і від обраної системи відліку.

Інтервал часу, за який наша планета здійснює повний оберт по орбіті навколо Сонця, називається роком. Проте тривалість року різниться залежно від цього, береться за точку відліку за його вимірі нескінченно далека зіркаабо Сонце.

У першому випадку мається на увазі «зірковий рік» («сидеричний рік») . Він дорівнює 365 діб 6 годин 9 хвилин і 10 секунді є час, необхідне повного звернення Землі навколо Сонця.

Але якщо ми виміряємо час, необхідний для того, щоб Сонце знову опинилося в тій самій точці в системі небесних координат, наприклад, у точці весняного рівнодення, тоді ми отримаємо тривалість «сонячного року» 365 діб 5 годин 48 хвилин 46 секунд. Відмінність між зоряним та сонячним роком відбувається через прецесію точок рівнодення, щороку дні рівнодення (і, відповідно, сонце стоянь) наступають "раніше" приблизно на 20 хв. в порівнянні з попереднім роком. Таким чином, Земля обходить свою орбіту трохи швидше, ніж Сонце у його видимому русі через зірки повертається до точки весняного рівнодення.

Враховуючи, що тривалість пори року перебуває у тісному зв'язку із Сонцем, при складанні календарів за основу береться саме «сонячний рік» .

Також в астрономії було введено замість звичайного астрономічного часу, який визначається за періодом обертання Землі щодо зірок, новий рівномірно поточний час, не пов'язаний з обертанням Землі та названий ефемеридним часом.

Докладніше про ефемеридний час у розділі: .

Шановні відвідувачі!

У вас відключено роботу JavaScript. Будь ласка, увімкніть скрипти в браузері, і вам відкриється повний функціонал сайту!

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 питання, як 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 умова торкнулася 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, який у Космосі діє як і на 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.

Зацікавилася темою того, що обертається за годинниковою стрілкою, а проти. Дуже часто можна зустріти у світі безліч речей, заснованих на вихорах, спіралях, скручуваннях, що мають правий спин обертання, тобто закручених за правилом буравчика, правилом правої руки, і лівий спин обертання.

Спином називають свій момент імпульсу частинки. Щоб не ускладнювати нотатку теорією, краще один раз побачити. Елемент повільного вальсу – правий спин поворот.

Багато років між астрономами йшла дискусія про те, в якому напрямку обертаються спіральні галактики. Чи обертаються вони, тягнучи у себе спіральні гілки, т. е. закручуючи? Або ж вони обертаються кінцями спіральних гілок уперед, розкручуючи?

В даний час, однак, стає ясним, що спостереження підтверджують гіпотезу закручування спіральних гілок, при обертанні. Американському фізику Майклу Лонго вдалося підтвердити, більшість галактик у Всесвіті спрямовано праворуч (правий спин обертання) тобто. обертається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку північного полюса.

Обертання Сонячної системи відбувається проти годинникової стрілки: всі планети, астероїди, комети обертаються в одному напрямку (проти ходу годинникової стрілки, якщо дивитися з північного полюса світу). Сонце обертається навколо осі проти ходу годинникової стрілки під час спостереження з північного полюса екліптики. І Земля (як і всі планети Сонячної системи, крім Венери та Урану) обертається навколо своєї осі проти годинникової стрілки.

Маса Урана, затиснута між масою Сатурна та масою Нептуна, під впливом обертального моменту маси Сатурна, отримала обертання за годинниковою стрілкою. Така дія з боку Сатурна могла статися з тієї причини, що маса Сатурна в 5,5 разів більша за масу Нептуна.

Венера обертається у протилежному, ніж багато планети, напрямі. Маса планети Земля розкрутила масу планети Венери, яка отримала обертання за годинниковою стрілкою. Тому добові періоди обертання планет Землі та Венери також мають бути близькими між собою.

Що ще куди крутиться-крутиться?

Будиночок равлика розкручується від центру за годинниковою стрілкою (тобто обертання йде з лівим спин поворотом, проти годинникової стрілки).

Смерчі, урагани (вітри з центром в області циклону) дмуть у Північній півкулі проти годинникової стрілки і підпорядковуються доцентрової силі, а вітри з центром в області антициклону дмуть за годинниковою стрілкою і мають відцентрову силу. (У Південній півкулі – все з точністю до навпаки.)

Молекула ДНК закручена у правосторонню подвійну спіраль. Це тому, що становий хребет подвійної спіралі ДНК складений виключно із правозакручених молекул цукру дезоксирибози. Цікаво, що при клонуванні деякі нуклеїнові кислоти змінюють напрямок закрутки своїх спіралей з правого на ліве. Навпаки, всі амінокислоти закручені проти годинникової стрілки вліво.

Зграї кажанів, вилітаючи з печер, зазвичай утворюють «правообертальний» вихор. Але в печерах поблизу Карлових Вар (Чехія) вони чомусь кружляють по спіралі, закрученій проти годинникової стрілки.

У однієї кішки, побачивши горобців (це її улюблені птахи), хвіст крутиться за годинниковою стрілкою, а якщо це не горобці, а інші птахи, то він крутиться проти годинникової стрілки.

А якщо взяти Людство, то ми бачимо, що проти годинникової стрілки проходять: усі спортивні заходи (автоперегони, стрибки, біг на стадіоні тощо) Через якісь століття атлети помітили, що так бігати набагато зручніше. Пробігаючи стадіон проти годинникової стрілки, спортсмен правою ногою робить ширший крок, ніж зробив би його лівою, оскільки амплітуда рухів правої ноги на кілька сантиметрів більша. У більшості армій країн світу поворот навколо здійснюється через ліве плече, тобто проти годинникової стрілки; церковні ритуали; рух автомобілів на дорогах у більшості країн світу, за винятком Великобританії, Японії та деяких інших; у школі букви «о», «а», «в» та ін. – з першого класу вчать писати проти годинникової стрілки. Надалі переважна частина дорослого населення малює коло, заважає ложкою цукор у гуртку проти годинникової стрілки.

І що ж із усього цього випливає? Питання: чи є для людини природним обертанням проти годинникової стрілки?

Як висновок: за годинниковою стрілкою рухається Всесвіт, але сонячна система проти, фізичний розвиток всього живого за годинниковою стрілкою, свідомість проти.

Зацікавилася темою, що обертається за годинниковою стрілкою, а що проти, і що виявила.

Галактика обертається погодинникова стрілка, якщо дивитися з боку її північного полюса, що знаходиться в сузір'ї Волосся Вероніки.
Обертання Сонячної системи відбувається протигодинникова стрілка: всі планети, астероїди, комети обертаються в одному напрямку (проти ходу годинникової стрілки, якщо дивитися з північного полюса світу).
Сонце обертається навколо своєї осі протиходу годинникової стрілки під час спостереження з північного полюса екліптики. І Земля (як і всі планети Сонячної системи, крім Венери), обертається навколо своєї осі. протигодинникова стрілка.

Можливо, саме це обертання Галактики (за годинниковою) і Сонячною системою (проти годинної) і відображено на восьмикінцевому свастичному коловороті (праві промені), всередині якого розташований ще один восьмикінцевий свастичний коловорот (ліві промені). посилання

Цікавий досвід спостерігали мандрівники, перетинаючи екватор. Якщо у вирву, наповнену водою, кинути сірник або гілочку, то в Південній півкулі вона крутиться за годинниковою стрілкою, у Північній проти, а на екваторі стоїть. посилання

За законом правостороннього автомобільного руху, прийнятого нашій країні, круговий рух йде проти годинникової стрілки. При зустрічному русі двох автомашин, що мчать з великими швидкостями, виникає повітряний вихор, що обертається проти годинникової стрілки. А коли таких пар стає величезна кількість, то ці вихори можуть стати причиною виникнення торнадо. посилання

Несучі гвинти у гелікоптерів у різних країнах крутяться в різні боки. Т. е. в одних країнах вертольоти роблять з гвинтом, що обертається за годинниковою стрілкою, а в інших проти. Якщо дивитися на вертоліт зверху, то:
в Америці, Німеччині та Італії гвинт крутиться проти годинникової стрілки.
у Росії та Франції за годинниковою стрілкою. посилання

Зграї кажанів, вилітаючи з печер, зазвичай утворюють "правообертальний" вихор. Але в печерах поблизу Карлових Вар (Чехія) вони чомусь кружляють по спіралі, закрученій проти годинникової стрілки.

У однієї кішки, побачивши горобців (це її улюблені птахи), хвіст крутиться за годинниковою стрілкою, а якщо це не горобці, а інші птахи, то він крутиться проти годинникової стрілки. посилання

А ось собака перед тим, як сходити у справах, обов'язково покрутиться проти годинникової стрілки. посилання

Гвинтові сходи в замках закручувалися за годинниковою стрілкою (якщо дивитися знизу, а якщо зверху – то проти годинникової) – так, щоб при підйомі нападникам було незручно атакувати. посилання

Молекула ДНК закручена у правосторонню подвійну спіраль. Це тому, що становий хребет подвійної спіралі ДНК складений виключно із правозакручених молекул цукру дезоксирибози. Цікаво, що при клонуванні деякі нуклеїнові кислоти змінюють напрямок закрутки своїх спіралей з правого на ліве. Навпаки, всі амінокислоти закручені проти годинникової стрілки вліво.

Спіраль ДНК є і в космосі: на Чумацькому шляху вчені виявили туманність у вигляді подвійної спіралі ДНК. посилання

А ось спіралі електричних лампочок, що виготовляються в Росії, закручені ліворуч (на відміну від зарубіжних, які закручені так само, як і спіраль ДНК, праворуч). Постає питання: а чи не шкідливо це?

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. Одні області сонячного світла потрапляє 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 різноманітність 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.

Людина бачить Землю плоскою, але вже давно встановлено, що Земля це куля. Люди домовилися назвати це небесне тіло планетою. Звідки взялася така назва?

Давньогрецькі астрономи, які спостерігали за поведінкою небесних тіл, ввели у вжиток два протилежні за змістом терміни: planetes asteres - «зірки» - небесні тіла, подібні до зірок, що переміщаються протягом ; asteres aplanis - «нерухомі зірки» - небесні тіла, що залишалися нерухомими протягом року. Грекам були відомі Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн, видні неозброєним оком, але вони називали їх не «планетами», а «блукаючими». У Стародавньому Римі астрономи вже назвали ці тіла «планетами», поповнивши цей Сонцем та Місяцем. Уявлення про семипланетну систему збереглося до Середньовіччя. Микола Коперник у XVI столітті перевернув погляди на пристрій, помітивши його геліоцентричність. Земля, яка вважалася раніше центром світу, була зведена до становища однієї з планет, що обертаються навколо Сонця. В 1543 Коперник опублікував свою працю під назвою «Про звернення небесних сфер», в якому і виклав свою точку зору. На жаль, церква не оцінила революційний характер поглядів Коперника: його сумна доля відома. До речі, за словами Енгельса, «звільнення природознавства від теології» розпочинає своє літочислення саме з опублікованої роботи Коперника. Отже, Коперник замістив геоцентричну систему світу геліоцентричної. Назва «планети» за Землею закріпилася. Визначення планети, взагалі, завжди було неоднозначним. Одні астрономи стверджують, що планета має бути досить масивною, інші вважають це необов'язковою умовою. Якщо підійти до питання формально, Землю можна сміливо називати планетою, хоча б тому, що саме слово «планета» походить від давньогрецького planis, що означає «рухливий», а рухливість Землі сучасна наука не сумнівається.

«І все-таки, вона крутиться!» – цю енциклопедичну фразу, вимовлену фізиком та астрономом минулого Галілео Галілеєм, ми знаємо ще зі шкільної доби. А ось чому Земля крутиться? Насправді це питання дуже часто задають своїм батькам будучи маленькими дітьми, та й самі дорослі не проти збагнути таємниці обертання Землі.

Вперше про те, що Земля крутиться навколо своєї осі, говорив у своїх наукових працях ще на початку 16 століття італійський учений. А ось з приводу того, що відбувається обертання, завжди було багато суперечок у науковому середовищі. Одна з найпоширеніших теорій розповідає, що в процесі обертання землі головну роль відіграли інші процеси - ті, які йшли в незапам'ятні часи, коли тільки освіта. "Збивалися воєдино" хмари космічного пилу, і таким чином утворювалися "зародки" планет. Потім «притягувалися» інші космічні тіла – більші та менші. Саме зіткненням з великими небесними, на думку ряду вчених, і зумовлено постійне обертання планет. А потім, згідно з теорією, за інерцією продовжили обертання. Щоправда, якщо брати до уваги цю теорію, виникає багато закономірних питань. Чому в Сонячній системі шість планет, що обертаються в один бік, а ще одна - Венера в протилежну? Чому планета Уран обертається таким чином, що на цій планеті немає зміни доби? Чому швидкість обертання землі може змінюватись (незначно, звичайно, але все-таки)? На всі ці питання вченим ще треба відповісти. Відомо, що Земля має властивість дещо уповільнювати своє обертання. Кожне століття збільшується час повного обороту навколо осі приблизно на 0,0024 секунди. Вчені пов'язують це із впливом супутника Землі – Місяця. Ну а про планети Сонячної системи можна сказати, що «найповільнішою» обертанням вважається планета Венера, найшвидшою – Уран.

Джерела:

• Щошість років Земля крутиться швидше - Naked Science