L'ora esatta della rivoluzione terrestre intorno al sole. Quanto velocemente gira la terra
La nostra stella attraverso i filtri
La rotazione del Sole dipende da dove l'osservatore la misura, interessato? I punti sull'equatore impiegano circa 24,47 giorni terrestri per compiere una rivoluzione completa.
Gli astronomi chiamano questo periodo di rotazione siderale, che differisce dal periodo sinodico per la quantità di tempo necessaria alle macchie solari per ruotare attorno al Sole visto dalla Terra.
La velocità di rotazione diminuisce man mano che ci si avvicina ai poli, così che ai poli il periodo di rotazione attorno all'asse può arrivare fino a 38 giorni.
osservazioni di rotazione
Il movimento del Sole è chiaramente visibile se osservi le sue macchie. Tutti i punti si muovono sulla superficie. Questo movimento fa parte del movimento generale della stella attorno al suo asse.
Le osservazioni mostrano che non ruota come un corpo rigido, ma in modo differenziale.
Ciò significa che si muove più velocemente all'equatore e più lentamente ai poli. Anche i giganti gassosi Giove e Saturno hanno una rotazione differenziale.
Gli astronomi hanno misurato la velocità di rotazione del sole da una latitudine di 26° dall'equatore, e hanno scoperto che ci vogliono 25,38 giorni per completare una rotazione intorno al suo asse. Il suo asse forma un angolo pari a 7 gradi e 15 minuti.
Le regioni interne e il nucleo ruotano insieme come un corpo rigido. E gli strati esterni zona convettiva e la fotosfera ruota a velocità diverse.
La rivoluzione del sole intorno al centro della galassia
Il nostro luminare e noi, insieme ad esso, ruotiamo attorno al centro della galassia. via Lattea. La velocità media è di 828.000 km/h. Una rivoluzione richiede circa 230 milioni di anni. La Via Lattea è una galassia a spirale. Si ritiene che sia costituito da un nucleo centrale, 4 bracci principali con diversi segmenti corti.
L'uomo ha impiegato molti millenni per capire che la Terra non è il centro dell'universo ed è in costante movimento.
La frase di Galileo Galilei "Eppure gira!" per sempre è passato alla storia ed è diventato una sorta di simbolo dell'era in cui gli scienziati di paesi diversi ha cercato di confutare la teoria del sistema geocentrico del mondo.
Sebbene la rotazione della Terra sia stata dimostrata circa cinque secoli fa, le ragioni esatte che la spingono a muoversi sono ancora sconosciute.
Perché la terra ruota sul proprio asse?
Nel Medioevo, la gente credeva che la Terra fosse stazionaria e che il Sole e altri pianeti ruotassero attorno ad essa. Solo nel XVI secolo gli astronomi riuscirono a dimostrare il contrario. Nonostante molti associno questa scoperta a Galileo, in realtà appartiene a un altro scienziato: Niccolò Copernico.
Fu lui che nel 1543 scrisse il trattato "Sulla rivoluzione delle sfere celesti", dove avanzò una teoria sul moto della Terra. Per molto tempo questa idea non ha ricevuto sostegno né dai suoi colleghi né dalla chiesa, ma alla fine ha avuto un enorme impatto rivoluzione scientifica in Europa e divenne il fondamento di ulteriori sviluppi astronomia. 
Dopo che la teoria della rotazione della Terra fu dimostrata, gli scienziati iniziarono a cercare le cause di questo fenomeno. Negli ultimi secoli sono state avanzate molte ipotesi, ma ancora oggi nessun astronomo può rispondere con precisione a questa domanda.
Attualmente, ci sono tre versioni principali che hanno diritto alla vita: teorie sulla rotazione inerziale, campi magnetici e impatto della radiazione solare sul pianeta.
Teoria della rotazione inerziale
Alcuni scienziati sono inclini a credere che una volta (durante il tempo della sua apparizione e formazione) la Terra girasse, e ora ruoti per inerzia. Formato dalla polvere cosmica, iniziò ad attrarre a sé altri corpi, il che gli diede un ulteriore impulso. Questa ipotesi si applica anche ad altri pianeti del sistema solare.
La teoria ha molti oppositori, dal momento che non può spiegare perché in tempo diverso la velocità del movimento della Terra aumenta o diminuisce. Non è inoltre chiaro perché alcuni pianeti del sistema solare ruotino nella direzione opposta, come Venere.
Teoria dei campi magnetici
Se provi a collegare insieme due magneti con lo stesso polo carico, inizieranno a respingersi a vicenda. La teoria dei campi magnetici suggerisce che anche i poli della Terra sono caricati allo stesso modo e, per così dire, si respingono a vicenda, il che fa ruotare il pianeta. 
È interessante notare che gli scienziati hanno recentemente scoperto che il campo magnetico terrestre spinge il suo nucleo interno da ovest a est e lo fa ruotare più velocemente del resto del pianeta.
Ipotesi di esposizione al sole
La più probabile è considerata la teoria della radiazione solare. È noto che riscalda i gusci superficiali della Terra (aria, mari, oceani), ma il riscaldamento avviene in modo non uniforme, con conseguente formazione di correnti marine e aeree.
Sono loro che, interagendo con il solido guscio del pianeta, lo fanno ruotare. Una sorta di turbine che determinano la velocità e la direzione del movimento sono i continenti. Se non sono abbastanza monolitici, iniziano a spostarsi, il che influisce sull'aumento o sulla diminuzione della velocità.
Perché la terra si muove intorno al sole?
La ragione della rivoluzione della Terra attorno al Sole si chiama inerzia. Secondo la teoria sulla formazione della nostra stella, circa 4,57 miliardi di anni fa, nello spazio sorse un'enorme quantità di polvere, che gradualmente si trasformò in un disco e poi nel Sole.
Le particelle esterne di questa polvere iniziarono a combinarsi tra loro, formando pianeti. Anche allora, per inerzia, iniziarono a ruotare attorno alla stella e continuano a muoversi lungo la stessa traiettoria oggi. 
Secondo la legge di Newton, tutti i corpi cosmici si muovono in linea retta, cioè, infatti, i pianeti del sistema solare, compresa la Terra, avrebbero dovuto volare da tempo nello spazio. Ma ciò non accade.
Il motivo è che il Sole ha una grande massa e, di conseguenza, grande potere attrazione. La Terra, durante il suo movimento, cerca costantemente di allontanarsi da essa in linea retta, ma le forze gravitazionali la tirano indietro, quindi il pianeta rimane in orbita e ruota attorno al Sole.
Il movimento attorno all'asse di rotazione è uno dei tipi più comuni di movimento degli oggetti in natura. In questo articolo considereremo questo tipo di movimento dal punto di vista della dinamica e della cinematica. Diamo anche formule relative alle principali grandezze fisiche.
Di quale movimento stiamo parlando?
In senso letterale, parleremo di corpi in movimento attorno a un cerchio, cioè della loro rotazione. Un ottimo esempio tale movimento è la rotazione della ruota di un'auto o di una bicicletta mentre il veicolo è in movimento. Rotazione attorno al proprio asse di un pattinatore che esegue complesse piroette sul ghiaccio. Oppure la rotazione del nostro pianeta attorno al Sole e attorno al proprio asse inclinato rispetto al piano dell'eclittica.
Come puoi vedere, un elemento importante del tipo di movimento in esame è l'asse di rotazione. Ogni punto di un corpo di forma arbitraria compie movimenti circolari attorno ad esso. La distanza dal punto all'asse è chiamata raggio di rotazione. Molte proprietà dell'intero sistema meccanico dipendono dal suo valore, ad esempio il momento di inerzia, la velocità lineare e altri.
Se la ragione del movimento traslatorio lineare dei corpi nello spazio è la forza che agisce su di essi forza esterna, allora la causa del moto attorno all'asse di rotazione è il momento di forza esterno. Questo valore è descritto come prodotto vettoriale forza applicata F¯ per il vettore distanza dal punto della sua applicazione all'asse r¯, cioè:
L'azione del momento M¯ porta alla comparsa di un'accelerazione angolare α¯ nel sistema. Entrambe le quantità sono correlate tra loro attraverso un certo coefficiente I dalla seguente uguaglianza:
La grandezza I si chiama momento d'inerzia. Dipende sia dalla forma del corpo che dalla distribuzione della massa al suo interno e dalla distanza dall'asse di rotazione. Per un punto materiale, è calcolato dalla formula:
Se l'esterno è zero, allora il sistema conserva il suo momento angolare L¯. Questa è un'altra quantità vettoriale, che, secondo la definizione, è uguale a:
Qui p¯ è il momento lineare.
La legge di conservazione della quantità di moto L¯ è solitamente scritta nella seguente forma:
Dove ω è la velocità angolare. Se ne parlerà ulteriormente nell'articolo.
Cinematica della rotazione
A differenza della dinamica, questa branca della fisica considera quantità importanti esclusivamente pratiche associate al cambiamento nel tempo della posizione dei corpi nello spazio. Cioè, gli oggetti di studio della cinematica della rotazione sono le velocità, le accelerazioni e gli angoli di rotazione.
Innanzitutto, introduciamo la velocità angolare. È inteso come l'angolo attraverso il quale il corpo compie un giro per unità di tempo. La formula per la velocità angolare istantanea è:
Se il corpo ruota di angoli uguali in intervalli di tempo uguali, allora la rotazione è detta uniforme. Per lui vale la formula per la velocità angolare media:
ω è misurato in radianti al secondo, che nel sistema SI corrisponde ai secondi reciproci (s -1).
Nel caso di rotazione non uniforme, viene utilizzato il concetto di accelerazione angolare α. Determina la velocità di variazione nel tempo del valore ω, ovvero:
α \u003d dω / dt \u003d d 2 θ / dt 2
α è misurato in radianti per secondo quadrato (in SI - s -2).
Se il corpo inizialmente ruotava uniformemente a una velocità ω 0, e poi iniziava ad aumentare la sua velocità con un'accelerazione costante α, allora tale movimento può essere descritto dalla seguente formula:
θ = ω 0 *t + α*t 2/2
Questa uguaglianza si ottiene integrando le equazioni della velocità angolare rispetto al tempo. La formula per θ consente di calcolare il numero di giri che il sistema compirà attorno all'asse di rotazione nel tempo t.
Velocità lineari e angolari
Entrambe le velocità sono correlate tra loro. Quando si parla di velocità di rotazione attorno a un asse, possono significare caratteristiche sia lineari che angolari.
Supponiamo che un punto materiale ruoti attorno a un asse a una distanza r con una velocità ω. Allora la sua velocità lineare v sarà uguale a:
La differenza tra velocità lineare e angolare è significativa. Pertanto, ω non dipende dalla distanza dall'asse durante la rotazione uniforme, mentre il valore di v aumenta linearmente con l'aumentare di r. Ultimo fatto spiega perché con un aumento del raggio di rotazione è più difficile mantenere il corpo su una traiettoria circolare (la sua velocità lineare e, di conseguenza, le forze inerziali aumentano).
Il compito di calcolare la velocità di rotazione attorno al proprio asse terrestre
Tutti sanno che il nostro pianeta è dentro sistema solare esegue due tipi di movimento rotatorio:
- attorno al suo asse;
- intorno alla stella.
Calcoliamo le velocità ω e v per la prima di esse.
La velocità angolare non è difficile da determinare. Per fare questo, ricorda che il pianeta compie un giro completo pari a 2 * pi radianti in 24 ore ( valore esatto 23 ore 56 min. 4,1 sec.). Allora il valore di ω sarà uguale a:
ω \u003d 2 * pi / (24 * 3600) \u003d 7,27 * 10 -5 rad / s
Il valore calcolato è piccolo. Mostriamo ora quanto il valore assoluto di ω differisce da quello di v.
Calcoliamo la velocità lineare v per i punti che giacciono sulla superficie del pianeta alla latitudine dell'equatore. Poiché la Terra è una sfera oblata, il raggio equatoriale è leggermente più grande di quello polare. Sono 6378 km. Usando la formula per il collegamento di due velocità, otteniamo:
v \u003d ω * r \u003d 7,27 * 10 -5 * 6378000 ≈ 464 m / s
La velocità risultante è di 1670 km/h, che è maggiore della velocità del suono nell'aria (1235 km/h).
La rotazione della Terra attorno al suo asse porta alla comparsa della cosiddetta forza di Coriolis, che dovrebbe essere presa in considerazione quando si pilotano missili balistici. È anche la causa di molti fenomeni atmosferici, come la deviazione della direzione degli alisei verso ovest.
Sin dai tempi antichi, l'umanità ha conosciuto due tipi principali di movimento della Terra: la rotazione attorno al proprio asse e attorno al Sole.
Gira attorno al proprio asse
È stabilito che la Terra ruota attorno al proprio asse in senso antiorario, cioè da ovest a est. La Terra compie una rivoluzione completa attorno al proprio asse in 23 ore 56 minuti e 4,091 secondi. Questo periodo è chiamato giorno siderale. L'asse attorno al quale ruota la Terra è immaginario. È inclinato rispetto al piano della sua orbita di 23,5°. Questo angolo non cambia durante il moto della Terra. L'estremità settentrionale dell'asse immaginario è sempre diretta verso la stella polare.
Ruotando, la Terra si sostituisce al Sole da una parte o dall'altra. Sul lato della Terra illuminato dal Sole è giorno e sul lato opposto è notte. Pertanto, il cambiamento del giorno e della notte è una conseguenza della rotazione della Terra attorno al suo asse.
Il tellurio è un dispositivo che mostra visivamente il movimento annuale della Terra attorno al Sole e la rotazione giornaliera della Terra attorno al suo asse.
I punti di intersezione dell'asse terrestre immaginario con la superficie terrestre sono chiamati poli geografici. Esistono due di questi poli: nord e sud. Alla stessa distanza dai poli, sulla superficie del globo viene disegnato un cerchio immaginario: l'equatore. A nord dell'equatore si trova l'emisfero settentrionale della Terra, a sud - il sud.
Poiché l'asse di rotazione terrestre è inclinato di 23,5° rispetto al piano dell'eclittica, nelle regioni vicine ai poli il Sole in estate quasi non tramonta e il giorno polare dura diversi mesi. In inverno il sole sorge a malapena e la notte polare dura diversi mesi.
Perché c'è un anno bisestile
La Terra compie una rivoluzione completa attorno al Sole in 365 giorni e 6 ore, cioè in un anno. Per comodità, si consideri che ci sono esattamente 365 giorni in un anno, e ogni quattro anni, quando altre 24 ore vengono "raccolte" dal tempo rimanente, viene aggiunto un altro giorno all'anno e diventano 366 giorni. Un anno del genere è chiamato anno bisestile e un giorno viene aggiunto a febbraio e invece dei soliti 28 ha 29 giorni.
Solstizi ed equinozi
Il cambiamento del giorno e della notte si verifica continuamente sulla Terra. Ma due volte l'anno nei giorni degli equinozi di primavera e autunno - 21 marzo e 23 settembre - la loro durata è la stessa in tutte le parti del globo.
Il giorno più lungo e la notte più breve si verificano nel giorno del solstizio d'estate, che nell'emisfero settentrionale cade il 21-22 giugno. In questo momento, l'asse terrestre è inclinato dall'estremità settentrionale verso il sole. L'emisfero settentrionale riceve più calore del sud, e quindi nel primo - estate, nel secondo - inverno. E il 21-22 dicembre, al contrario, l'estremità meridionale dell'asse terrestre è inclinata rispetto al sole. IN emisfero sud in questo momento estate, e nel nord - inverno. Questo è il solstizio d'inverno, il giorno più corto dell'emisfero settentrionale.
La distanza media dalla Terra al Sole è di circa 150 milioni di chilometri. Ma da allora rotazione della terra intorno al sole non si verifica in un cerchio, ma in un'ellisse, quindi in diversi periodi dell'anno la Terra è un po 'più lontana dal Sole o un po' più vicina ad esso.
In questa foto in vero time-lapse, vediamo il percorso che la Terra compie in 20-30 minuti rispetto ad altri pianeti e galassie, ruotando attorno al proprio asse.
Cambio di stagioni
È noto che in estate, nel periodo più caldo dell'anno - a giugno, la Terra è circa 5 milioni di chilometri più lontana dal Sole che in inverno, nella stagione più fredda - a dicembre. Quindi, cambio di stagioni accade non perché la Terra sia più lontana o più vicina al Sole, ma per un altro motivo.
La Terra, nel suo moto traslatorio attorno al Sole, mantiene costantemente la stessa direzione del proprio asse. E con la rotazione traslazionale della Terra attorno al Sole in orbita, questo immaginario asse terrestre è sempre inclinato rispetto al piano dell'orbita terrestre. Il motivo del cambio delle stagioni è proprio il fatto che l'asse terrestre è sempre inclinato allo stesso modo rispetto al piano dell'orbita terrestre.
Pertanto, il 22 giugno, quando il nostro emisfero ha il giorno più lungo dell'anno, il Sole illumina anche il Polo Nord e il Polo Sud rimane nell'oscurità, poiché i raggi del sole non lo illuminano. Mentre l'estate nell'emisfero settentrionale ha giorni lunghi e notti brevi, nell'emisfero meridionale, al contrario, ci sono notti lunghe e giorni brevi. Lì, quindi, è inverno, dove i raggi cadono "obliquamente" e hanno un basso potere calorifico.
Differenza oraria tra il giorno e la notte
È noto che il cambiamento del giorno e della notte si verifica a seguito della rotazione della Terra attorno al suo asse (maggiori dettagli :). UN differenza di orario tra il giorno e la notte dipende dalla rotazione della terra intorno al sole. In inverno, il 22 dicembre, quando nell'emisfero settentrionale iniziano la notte più lunga e il giorno più corto, il Polo Nord non è affatto illuminato dal Sole, è "nell'oscurità" e il Polo Sud è illuminato. In inverno, come sai, gli abitanti dell'emisfero settentrionale hanno notti lunghe e giornate brevi.
Dal 21 al 22 marzo, il giorno è uguale alla notte, l'equinozio di primavera; lo stesso equinozio autunno- succede il 23 settembre. In questi giorni, la Terra occupa una posizione tale nella sua orbita rispetto al Sole che i raggi del sole illuminano simultaneamente sia il Polo Nord che il Polo Sud e cadono verticalmente sull'equatore (il Sole è allo zenit). Pertanto, il 21 marzo e il 23 settembre, qualsiasi punto sulla superficie del globo è illuminato dal Sole per 12 ore ed è nell'oscurità per 12 ore: giorno e notte in tutto il mondo.
Zone climatiche della Terra
La rotazione della Terra attorno al Sole spiega l'esistenza di vari zone climatiche Terra. A causa del fatto che la Terra ha una forma sferica e il suo asse immaginario è sempre inclinato rispetto al piano dell'orbita terrestre con lo stesso angolo, diverse parti della superficie terrestre vengono riscaldate e illuminate dai raggi del sole in modi diversi. Cadono su aree separate della superficie terrestre con diversi angoli di inclinazione e, di conseguenza, il loro potere calorifico in diverse zone della superficie terrestre non è lo stesso. Quando il Sole è basso sopra l'orizzonte (ad esempio, la sera) ei suoi raggi cadono sulla superficie terrestre sottostante alto angolo scaldano pochissimo. Al contrario, quando il Sole è alto sopra l'orizzonte (ad esempio a mezzogiorno), i suoi raggi cadono sulla Terra con un ampio angolo e il loro potere calorifico aumenta.
Dove il Sole è allo zenit in alcuni giorni ei suoi raggi cadono quasi verticalmente, c'è il cosiddetto cintura calda. In questi luoghi gli animali si sono adattati al clima caldo (ad esempio scimmie, elefanti e giraffe); alte palme, lì crescono le banane, maturano gli ananas; lì, all'ombra del sole tropicale, allargando ampiamente la loro chioma, ci sono giganteschi baobab, il cui spessore raggiunge i 20 metri di circonferenza.
Dove il sole non sorge mai alto sopra l'orizzonte, ci sono due zone fredde con scarsa flora e fauna. Qui il mondo animale e vegetale è monotono; vaste aree sono quasi prive di vegetazione. La neve copre distese sconfinate. Tra le zone calde e fredde ce ne sono due cinture temperate, che occupano le aree più estese della superficie del globo.
La rotazione della Terra attorno al Sole ne spiega l'esistenza cinque zone climatiche: uno caldo, due moderati e due freddi.
La cintura calda si trova vicino all'equatore ei suoi confini condizionali sono il tropico settentrionale (il tropico del Cancro) e il tropico meridionale (il tropico del Capricorno). I confini condizionali delle cinture fredde sono i circoli polari settentrionale e meridionale. Le notti polari durano lì per quasi 6 mesi. I giorni hanno la stessa lunghezza. Non c'è un confine netto tra le zone termiche, ma c'è una graduale diminuzione del calore dall'equatore ai poli sud e nord.
Intorno ai poli nord e sud, enormi spazi sono occupati da continui campi di ghiaccio. Negli oceani che lavano queste coste inospitali, galleggiano colossali iceberg (altro :).
Esploratori del Polo Nord e del Polo Sud
Portata Polo Nord o Polo Sudè stato a lungo un sogno audace dell'uomo. I coraggiosi e instancabili esploratori artici hanno fatto questi tentativi più di una volta.
Così era l'esploratore russo Georgy Yakovlevich Sedov, che nel 1912 organizzò una spedizione al Polo Nord sulla nave St. Foca. Il governo zarista era indifferente a questa grande impresa e non fornì un sostegno adeguato al coraggioso marinaio e al viaggiatore esperto. A causa della mancanza di fondi, G. Sedov fu costretto a trascorrere il primo inverno a Novaya Zemlya e il secondo a. Nel 1914 Sedov, insieme a due compagni, fece finalmente l'ultimo tentativo di raggiungere il Polo Nord, ma lo stato di salute e forza cambiò quest'uomo audace, e nel marzo di quell'anno morì sulla strada per la sua meta.
Più di una volta furono equipaggiate grandi spedizioni su navi al Polo, ma anche queste spedizioni non riuscirono a raggiungere il loro obiettivo. ghiaccio pesante navi "incatenate", a volte le spezzavano e le portavano via con la loro deriva lontano nella direzione opposta al percorso previsto.
Solo nel 1937, per la prima volta, una spedizione sovietica fu consegnata da dirigibili al Polo Nord. I quattro coraggiosi - l'astronomo E. Fedorov, l'idrobiologo P. Shirshov, l'operatore radio E. Krenkel e il vecchio marinaio, capo spedizione I. Papanin - hanno vissuto per 9 mesi su un lastrone di ghiaccio alla deriva. L'enorme lastrone di ghiaccio a volte dava crepe e crollava. I coraggiosi esploratori hanno rischiato più di una volta di morire tra le onde del freddo mare artico, ma, nonostante ciò, hanno prodotto il proprio Ricerca scientifica dove nessun piede umano ha mai messo piede. Importanti ricerche sono state condotte nei campi della gravimetria, della meteorologia e dell'idrobiologia. È stato confermato il fatto dell'esistenza di cinque zone climatiche associate alla rotazione della Terra attorno al Sole.
