Det nøyaktige tidspunktet for jordens revolusjon rundt solen. Hvor fort snurrer jorden

Stjernen vår gjennom filtre

Solens rotasjon avhenger av hvor observatøren måler den fra, interessert? Flekker ved ekvator tar omtrent 24,47 jorddøgn å gjøre en fullstendig revolusjon rundt.

Astronomer kaller dette den sideriske rotasjonsperioden, som skiller seg fra den synodiske perioden med hvor lang tid det tar for solflekkene å rotere rundt solen sett fra jorden.

Rotasjonshastigheten avtar etter hvert som man kommer nærmere polene, slik at rotasjonsperioden rundt aksen ved polene kan være opptil 38 dager.

rotasjonsobservasjoner

Solens bevegelse er godt synlig hvis du observerer flekkene. Alle flekker beveger seg på overflaten. Denne bevegelsen er en del av den generelle bevegelsen til stjernen rundt sin akse.

Observasjoner viser at den ikke roterer som en stiv kropp, men differensielt.

Dette betyr at den beveger seg raskere ved ekvator og langsommere ved polene. Gassgigantene Jupiter og Saturn har også differensiell rotasjon.

Astronomer har målt rotasjonshastigheten til solen fra en breddegrad på 26° fra ekvator, og funnet ut at det tar 25,38 dager å fullføre én rotasjon rundt sin akse. Aksen gir en vinkel lik 7 grader og 15 minutter.

De indre områdene og kjernen roterer sammen som en stiv kropp. Og de ytre lagene konvektiv sone og fotosfæren roterer med forskjellige hastigheter.

Solens revolusjon rundt sentrum av galaksen

Vårt lys og vi, sammen med det, kretser rundt sentrum av galaksen. Melkeveien. Gjennomsnittshastigheten er 828.000 km/t. En revolusjon tar omtrent 230 millioner år. Melkeveien er en spiralgalakse. Det antas at den består av en sentral kjerne, 4 hovedarmer med flere korte segmenter.

Det tok mennesket mange årtusener å forstå at jorden ikke er universets sentrum og er i konstant bevegelse.

Uttrykket til Galileo Galilei "Og likevel snurrer det!" for alltid gikk ned i historien og ble et slags symbol på tiden da forskere fra forskjellige land prøvde å tilbakevise teorien om verdens geosentriske system.

Selv om jordens rotasjon ble bevist for rundt fem århundrer siden, er de eksakte årsakene som får den til å bevege seg fortsatt ukjent.

Hvorfor snurrer jorden rundt sin akse?

I middelalderen trodde folk at jorden var stasjonær, og solen og andre planeter kretset rundt den. Først på 1500-tallet klarte astronomene å bevise det motsatte. Til tross for at mange forbinder denne oppdagelsen med Galileo, tilhører den faktisk en annen vitenskapsmann - Nicolaus Copernicus.

Det var han som i 1543 skrev avhandlingen "On the Revolution of the Celestial Spheres", hvor han la frem en teori om jordens bevegelse. I lang tid denne ideen fikk ikke støtte verken fra hans kolleger eller fra kirken, men til slutt hadde den en enorm innvirkning på vitenskapelig revolusjon i Europa og ble grunnlaget for videre utvikling astronomi.


Etter at teorien om jordens rotasjon ble bevist, begynte forskere å se etter årsakene til dette fenomenet. I løpet av de siste århundrene har mange hypoteser blitt fremsatt, men selv i dag kan ingen astronom svare nøyaktig på dette spørsmålet.

For tiden er det tre hovedversjoner som har rett til liv - teorier om treghetsrotasjon, magnetiske felt og innvirkningen av solstråling på planeten.

Teori om treghetsrotasjon

Noen forskere er tilbøyelige til å tro at en gang (i løpet av tiden da den dukket opp og ble dannet) snurret jorden, og nå roterer den med treghet. Dannet av kosmisk støv begynte den å tiltrekke seg andre kropper til seg selv, noe som ga den en ekstra impuls. Denne antakelsen gjelder også for andre planeter i solsystemet.

Teorien har mange motstandere, siden den ikke kan forklare hvorfor i annen tid hastigheten på jordens bevegelse enten øker eller avtar. Det er også uklart hvorfor noen planeter i solsystemet roterer i motsatt retning, for eksempel Venus.

Teori om magnetiske felt

Hvis du prøver å koble to magneter med samme ladede pol sammen, vil de begynne å frastøte hverandre. Teorien om magnetfelt antyder at jordas poler også er ladet på samme måte og så å si frastøter hverandre, noe som får planeten til å rotere.


Interessant nok gjorde forskere nylig en oppdagelse at jordens magnetfelt skyver sin indre kjerne fra vest til øst og får den til å rotere raskere enn resten av planeten.

Hypotese for soleksponering

Den mest sannsynlige anses å være teorien om solstråling. Det er velkjent at det varmer opp jordas overflateskjell (luft, hav, hav), men oppvarming skjer ujevnt, noe som resulterer i dannelse av hav- og luftstrømmer.

Det er de som, når de samhandler med planetens solide skall, får det til å rotere. En slags turbiner som bestemmer hastigheten og bevegelsesretningen er kontinentene. Hvis de ikke er monolittiske nok, begynner de å drive, noe som påvirker økningen eller reduksjonen i hastighet.

Hvorfor beveger jorden seg rundt solen?

Årsaken til jordens revolusjon rundt solen kalles treghet. I følge teorien om dannelsen av stjernen vår oppsto det for omtrent 4,57 milliarder år siden en enorm mengde støv i verdensrommet, som gradvis ble til en skive og deretter til Solen.

De ytre partiklene av dette støvet begynte å kombineres med hverandre og dannet planeter. Allerede da, ved treghet, begynte de å rotere rundt stjernen og fortsette å bevege seg langs den samme banen i dag.


I følge Newtons lov beveger alle kosmiske legemer seg i en rett linje, det vil si at planetene i solsystemet, inkludert Jorden, lenge skulle ha fløyet ut i verdensrommet. Men det skjer ikke.

Årsaken er at solen har en stor masse og følgelig stor kraft tiltrekning. Under sin bevegelse prøver jorden hele tiden å skynde seg bort fra den i en rett linje, men gravitasjonskrefter trekker den tilbake, så planeten holdes i bane og roterer rundt solen.

Bevegelse rundt rotasjonsaksen er en av de vanligste bevegelsene av objekter i naturen. I denne artikkelen vil vi vurdere denne typen bevegelse fra synspunktet om dynamikk og kinematikk. Vi gir også formler som relaterer de viktigste fysiske størrelsene.

Hvilken bevegelse snakker vi om?

I bokstavelig forstand vil vi snakke om å bevege kropper rundt en sirkel, det vil si om deres rotasjon. Et godt eksempel slik bevegelse er rotasjonen av hjulet på en bil eller sykkel mens kjøretøyet er i bevegelse. Rotasjon rundt aksen til en kunstløper som utfører komplekse piruetter på is. Eller rotasjonen av planeten vår rundt solen og rundt sin egen akse skråstilt til ekliptikkens plan.

Som du kan se, er rotasjonsaksen et viktig element i den aktuelle bevegelsestypen. Hvert punkt på en vilkårlig formet kropp gjør sirkulære bevegelser rundt den. Avstanden fra punktet til aksen kalles rotasjonsradius. Mange egenskaper til hele det mekaniske systemet avhenger av dets verdi, for eksempel treghetsmomentet, lineær hastighet og andre.

Hvis årsaken til den lineære translasjonsbevegelsen til legemer i rommet er kraften som virker på dem ekstern kraft, så er årsaken til bevegelse rundt rotasjonsaksen det ytre kraftmomentet. Denne verdien er beskrevet som vektor produkt påført kraft F¯ med avstandsvektoren fra punktet for dens påføring til aksen r¯, det vil si:

Virkningen av øyeblikket M¯ fører til utseendet til en vinkelakselerasjon α¯ i systemet. Begge mengdene er relatert til hverandre gjennom en viss koeffisient I ved følgende likhet:

Mengden I kalles treghetsmomentet. Det avhenger både av kroppens form og fordelingen av masse inne i den og av avstanden til rotasjonsaksen. For et materialpunkt beregnes det med formelen:

Hvis den eksterne er null, beholder systemet sitt vinkelmoment L¯. Dette er en annen vektormengde, som ifølge definisjonen er lik:

Her er p¯ det lineære momentumet.

Momentum bevaringsloven L¯ er vanligvis skrevet i følgende form:

Hvor ω er vinkelhastigheten. Det vil bli diskutert videre i artikkelen.

Kinematikk av rotasjon

I motsetning til dynamikk, vurderer denne grenen av fysikk utelukkende praktiske viktige størrelser assosiert med endringen i tid av posisjonen til legemer i rommet. Det vil si at objektene for studiet av rotasjonskinematikken er hastigheter, akselerasjoner og rotasjonsvinkler.

La oss først introdusere vinkelhastigheten. Det forstås som vinkelen som kroppen gjør en sving per tidsenhet. Formelen for den øyeblikkelige vinkelhastigheten er:

Hvis kroppen roterer gjennom like vinkler i like tidsintervaller, kalles rotasjonen uniform. For ham er formelen for gjennomsnittlig vinkelhastighet gyldig:

ω måles i radianer per sekund, som i SI-systemet tilsvarer resiproke sekunder (s -1).

Ved ujevn rotasjon brukes begrepet vinkelakselerasjon α. Den bestemmer endringshastigheten i tid for verdien ω, det vil si:

α \u003d dω / dt \u003d d 2 θ / dt 2

α måles i radianer per kvadratsekund (i SI - s -2).

Hvis kroppen opprinnelig roterte jevnt med en hastighet ω 0, og deretter begynte å øke hastigheten med en konstant akselerasjon α, kan en slik bevegelse beskrives med følgende formel:

θ = ω 0 *t + α*t 2/2

Denne likheten oppnås ved å integrere vinkelhastighetslikningene med hensyn til tid. Formelen for θ lar deg beregne antall omdreininger som systemet vil gjøre rundt rotasjonsaksen i tiden t.

Lineære og vinkelhastigheter

Begge hastighetene er relatert til hverandre. Når man snakker om rotasjonshastigheten rundt en akse, kan de bety både lineære og vinkelegenskaper.

Anta at et materialepunkt roterer rundt en akse i en avstand r med en hastighet ω. Da vil dens lineære hastighet v være lik:

Forskjellen mellom lineær og vinkelhastighet er betydelig. ω er altså ikke avhengig av avstanden til aksen ved jevn rotasjon, mens verdien av v øker lineært med økende r. Siste faktum forklarer hvorfor med en økning i rotasjonsradius er det vanskeligere å holde kroppen på en sirkulær bane (dets lineære hastighet og som et resultat øker treghetskreftene).

Oppgaven med å beregne rotasjonshastigheten rundt jordens akse

Alle vet at planeten vår er inne solsystemet utfører to typer rotasjonsbevegelser:

• rundt sin akse;
• rundt stjernen.

La oss beregne hastighetene ω og v for den første av dem.

Vinkelhastigheten er ikke vanskelig å bestemme. For å gjøre dette, husk at planeten gjør en fullstendig omdreining lik 2 * pi radianer på 24 timer ( eksakt verdi 23 t 56 min. 4,1 sek.). Da vil verdien av ω være lik:

ω \u003d 2 * pi / (24 * 3600) \u003d 7,27 * 10 -5 rad / s

Den beregnede verdien er liten. La oss nå vise hvor mye den absolutte verdien av ω er forskjellig fra den til v.

La oss beregne den lineære hastigheten v for punkter som ligger på overflaten av planeten ved ekvatorbredden. Siden jorden er en oblate ball, er ekvatorialradiusen litt større enn den polare. Det er 6378 km. Ved å bruke formelen for tilkobling av to hastigheter får vi:

v \u003d ω * r \u003d 7,27 * 10 -5 * 6378000 ≈ 464 m/s

Den resulterende hastigheten er 1670 km/t, som er høyere enn lydhastigheten i luft (1235 km/t).

Rotasjonen av jorden rundt sin akse fører til utseendet til den såkalte Coriolis-kraften, som bør tas i betraktning når man flyr ballistiske missiler. Det er også årsaken til mange atmosfæriske fenomener, for eksempel avviket i retningen til passatvindene mot vest.

Siden antikken har menneskeheten kjent to hovedtyper av jordbevegelser - rotasjon rundt sin akse og rundt solen.

Snur rundt sin egen akse

Det er slått fast at jorden roterer rundt sin akse mot klokken, det vil si fra vest til øst. Jorden gjør en fullstendig omdreining rundt sin akse på 23 timer 56 minutter og 4,091 sekunder. Denne perioden kalles en siderisk dag. Aksen som jorden roterer rundt er imaginær. Den er skråstilt til planet for sin bane med 23,5°. Denne vinkelen endres ikke under jordens bevegelse. Den nordlige enden av den imaginære aksen er alltid rettet mot Polarstjernen.

Ved å rotere erstatter jorden solen enten på den ene eller den andre siden. På den siden av jorden som er opplyst av solen, er det dag, og på den motsatte siden er det natt. Dermed er endringen i dag og natt en konsekvens av jordens rotasjon rundt sin akse.

Tellur er en enhet som visuelt viser den årlige bevegelsen til jorden rundt solen og den daglige rotasjonen av jorden rundt sin akse.

Skjæringspunktene mellom den imaginære jordaksen og jordoverflaten kalles geografiske poler. Det er to slike poler - nord og sør. I samme avstand fra polene tegnes en tenkt sirkel på jordklodens overflate - ekvator. Nord for ekvator er den nordlige halvkule av jorden, i sør - den sørlige.

Siden jordens rotasjonsakse er skråstilt med 23,5° i forhold til ekliptikkens plan, i områdene nær polene går solen nesten ikke ned om sommeren, og polardagen varer i flere måneder. Om vinteren står solen nesten ikke opp, og polarnatten varer i flere måneder.

Hvorfor er det et skuddår

Jorden gjør en fullstendig revolusjon rundt solen på 365 dager og 6 timer, det vil si på et år. For enkelhets skyld anses det at det er nøyaktig 365 dager i et år, og hvert fjerde år, når ytterligere 24 timer "samles inn" fra den gjenværende tiden, legges en dag til i året og det blir 366 dager. Et slikt år kalles et skuddår, og en dag legges til i februar – og i stedet for de vanlige 28, har den 29 dager.

Solverv og jevndøgn

Endringen av dag og natt skjer på jorden kontinuerlig. Men to ganger i året på dagene for vår- og høstjevndøgnene - 21. mars og 23. september - er varigheten den samme i alle deler av kloden.

Den lengste dagen og den korteste natten inntreffer på dagen for sommersolverv, som på den nordlige halvkule faller 21.-22. juni. På dette tidspunktet vippes jordaksen av den nordlige enden til solen. Den nordlige halvkule mottar mer varme enn den sørlige, og derfor i den første av dem - sommer, i den andre - vinter. Og 21.-22. desember, tvert imot, er den sørlige enden av jordaksen tilbøyelig til Solen. I sørlige halvkule på denne tiden sommer, og i nord - vinter. Dette er vintersolverv, den korteste dagen på den nordlige halvkule.

Gjennomsnittlig avstand fra jorden til solen er omtrent 150 millioner kilometer. Men siden rotasjon av jorden rundt solen forekommer ikke i en sirkel, men i en ellipse, så på forskjellige tider av året er jorden enten litt lenger fra solen, eller litt nærmere den.

I dette virkelige time-lapse-bildet ser vi banen jorden går på 20-30 minutter i forhold til andre planeter og galakser, rotere rundt sin akse.

Skifte av årstider

Det er kjent at om sommeren, på den varmeste tiden av året - i juni, er jorden omtrent 5 millioner kilometer lenger fra solen enn om vinteren, i den kaldeste årstiden - i desember. Derfor, skifte av årstider skjer ikke fordi jorden er lenger eller nærmere solen, men av en annen grunn.

Jorden, i sin translasjonsbevegelse rundt solen, opprettholder konstant samme retning av sin akse. Og med den translasjonelle rotasjonen av jorden rundt solen i bane, er denne imaginære jordaksen alltid tilbøyelig til planet for jordens bane. Årsaken til årstidene er nettopp det faktum at jordaksen alltid er skråstilt til planet for jordens bane på samme måte.

Derfor, den 22. juni, når vår halvkule har den lengste dagen i året, lyser solen også opp Nordpolen, og Sydpolen forblir i mørke, siden solstrålene ikke lyser opp den. Mens sommeren på den nordlige halvkule har lange dager og korte netter, er det på den sørlige halvkule tvert imot lange netter og korte dager. Der er det derfor vinter, hvor strålene faller «på skrå» og har lav brennverdi.

Tidsforskjell mellom dag og natt

Det er kjent at endringen av dag og natt skjer som et resultat av jordens rotasjon rundt sin akse, (flere detaljer:). EN tidsforskjell mellom dag og natt avhenger av jordens rotasjon rundt solen. Om vinteren, 22. desember, når den lengste natten og den korteste dagen begynner på den nordlige halvkule, er ikke Nordpolen opplyst av solen i det hele tatt, den er «i mørke», og Sydpolen er opplyst. Om vinteren, som du vet, har innbyggerne på den nordlige halvkule lange netter og korte dager.

21.–22. mars er dagen lik natten, vårjevndøgn; samme jevndøgn høst- skjer 23. september. I disse dager inntar jorden en slik posisjon i sin bane i forhold til solen at solstrålene samtidig lyser opp både nord- og sørpolen, og de faller vertikalt på ekvator (solen er i senit). Derfor, 21. mars og 23. september, blir ethvert punkt på jordklodens overflate opplyst av solen i 12 timer og er i mørke i 12 timer: dag og natt over hele verden.

Klimatiske soner på jorden

Jordas rotasjon rundt solen forklarer eksistensen av ulike klimatiske soner Jord. På grunn av det faktum at jorden har en sfærisk form og dens imaginære akse alltid er skråstilt til planet for jordens bane i samme vinkel, blir forskjellige deler av jordoverflaten oppvarmet og opplyst av solens stråler på forskjellige måter. De faller på separate områder av jordoverflaten i forskjellige helningsvinkler, og som et resultat er deres brennverdi i forskjellige soner på jordoverflaten ikke den samme. Når solen er lavt over horisonten (for eksempel om kvelden) og dens stråler faller på jordoverflaten under høy vinkel de varmer veldig lite. Tvert imot, når solen er høyt over horisonten (for eksempel ved middagstid), faller dens stråler på jorden i en stor vinkel, og deres brennverdi øker.

Der Sola enkelte dager står på sitt senit og dens stråler faller nesten vertikalt, er det s.k. varmt belte. På disse stedene har dyr tilpasset seg det varme klimaet (for eksempel aper, elefanter og sjiraffer); høye palmer, bananer vokser der, ananas modnes; der, under skyggen av den tropiske solen, som sprer kronen bredt, er det gigantiske baobabtrær, hvis tykkelse når 20 meter.

Der solen aldri stiger høyt over horisonten, er det to kalde soner med dårlig flora og fauna. Her er dyre- og planteverdenen monoton; store områder er nesten blottet for vegetasjon. Snø dekker grenseløse vidder. Mellom de varme og kalde sonene er to tempererte belter, som okkuperer de største områdene av jordklodens overflate.

Jordas rotasjon rundt solen forklarer eksistensen fem klimasoner: en varm, to moderat og to kalde.

Det varme beltet ligger nær ekvator, og dets betingede grenser er den nordlige tropen (krepsens trope) og den sørlige tropen (steinbukkens trope). De betingede grensene til de kalde beltene er de nordlige og sørlige polarsirklene. Polarnettene varer der i nesten 6 måneder. Dagene er like lange. Det er ingen skarp grense mellom de termiske sonene, men det er en gradvis nedgang i varmen fra ekvator til Syd- og Nordpolen.

Rundt Nord- og Sydpolen er enorme rom okkupert av sammenhengende isfelt. I havene som vasker disse ugjestmilde kystene, flyter kolossale isfjell, (mer:).

Nord- og sydpolfarere

Å nå Nord- eller Sydpolen har lenge vært en dristig drøm for mennesket. Modige og utrettelige arktiske oppdagere har gjort disse forsøkene mer enn én gang.

Det samme var den russiske oppdageren Georgy Yakovlevich Sedov, som i 1912 organiserte en ekspedisjon til Nordpolen på skipet St. Foca. Den tsaristiske regjeringen var likegyldig til dette store foretaket og ga ikke tilstrekkelig støtte til den modige sjømannen og erfarne reisende. På grunn av mangel på midler ble G. Sedov tvunget til å tilbringe den første vinteren på Novaja Zemlja, og den andre på. I 1914 gjorde Sedov, sammen med to følgesvenner, endelig det siste forsøket på å nå Nordpolen, men helsetilstanden og styrketilstanden endret denne vågale mannen, og i mars samme år døde han på vei mot målet.

Mer enn en gang ble store ekspedisjoner på skip til polen utstyrt, men selv disse ekspedisjonene klarte ikke å nå målet. tung is«festet» skip, noen ganger knuste dem og førte dem bort med driften langt i retning motsatt av den tiltenkte banen.

Først i 1937 ble en sovjetisk ekspedisjon levert med luftskip til Nordpolen for første gang. De modige fire - astronomen E. Fedorov, hydrobiologen P. Shirshov, radiooperatøren E. Krenkel og den gamle sjømannen, ekspedisjonslederen I. Papanin - levde på et drivende isflak i 9 måneder. Det enorme isflaket ga noen ganger sprekker og kollapset. Modige oppdagere sto mer enn en gang i fare for å dø i bølgene i det kalde ishavshavet, men til tross for dette produserte de sine egne Vitenskapelig forskning der ingen menneskefot noen gang har satt sin fot. Viktig forskning er utført innen gravimetri, meteorologi og hydrobiologi. Faktumet om eksistensen av fem klimatiske soner assosiert med jordens rotasjon rundt solen har blitt bekreftet.