Орбитальная скорость земли вокруг солнца. Вращение Земли

Шарообразна, однако, это не идеальный шар. Из-за вращения планета немного сплюснута у полюсов, такую фигуру принято называть сфероидом или геоидом — «подобным земле».

Земля огромна, ее размер трудно представить. Основные параметры нашей планеты следующие:

Диаметр — 12570 км
Длина экватора — 40076 км
Длина любого меридиана - 40008 км
Общая площадь поверхности Земли — 510 млн. км2
Радиусу полюсов - 6357 км
Радиусу экватора — 6378 км

Земля одновременно вращается вокруг солнца и вокруг собственной оси.

Земля вращается вокруг наклонной оси с запада на восток. Половина земного шара освещается солнцем, там в это время день, вторая половина находится в тени, там ночь. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи. Один оборот вокруг своей оси Земля делает за 24 часа — сутки.

Из-за вращения происходит отклонение движущихся потоков (рек, ветров) в северном полушарии — вправо, а в южном — влево.

Вращение Земли вокруг Солнца

Вокруг солнца Земля вращается по круговой орбите, полный оборот совершается за 1 год. Земная ось не вертикальна, она наклонена под углом 66,5° к орбите, угол этот остается постоянным во время всего вращения. Главным следствием этого вращения является смена времен года.

Рассмотрим крайние точки вращения Земли вокруг Солнца.

22 декабря — день зимнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу (солнце находится в зените) в этот момент находится южный тропик — поэтому в южном полушарии лето, в северном – зима. Ночи в южном полушарии короткие, на южном полярном круге 22 декабря день длится 24 часа, ночь не наступает. В северном полушарии все, наоборот, на северном полярном круге ночь длится 24 часа.
22 июня — день летнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу находится северный тропик, в северном полушарии лето, в южном – зима. На южном полярном круге ночь длится 24 часа, а на северном ночь не наступает вовсе.
21 марта, 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий Ближе всего к солнцу находится экватор, день равен ночи в обоих полушариях.

Еще маленьким я узнал, что Земля вращается . Мой дедушка как-то рассказал мне о солнечных часах, и в чем заключается их принцип. Так привычно наблюдать восход и закат Солнца , но что будет, если Земля остановится ?

В какую сторону вращается Земля

Все зависит от того, каким образом на это посмотреть. Относительно Южного полюса , земной шар будет вращаться в направлении часовой стрелки , и совсем наоборот на Северном полюсе . Логично, что вращение происходит в направлении востока - ведь Солнце появляется с востока и исчезает на западе. Ученые выяснили, что планета постепенно замедляется на тысячные доли секунды в год. Большая часть планет нашей системы имеют то же направление вращения, исключение составляют лишь Уран и Венера . Если посмотреть на Землю из космоса, можно отметить два типа движения: вокруг своей оси, и вокруг звезды - Солнца .

Мало кто не замечал водоворот воды в ванной. Это явление, несмотря на свою обыденность, является довольно большой загадкой для ученого мира. Действительно, в Северном полушарии водоворот направлен против часовой стрелки , а в противоположном - все наоборот. Большинство ученых считают это проявлением силы Кориолиса (инерция, вызванная вращением Земли ). В пользу этой теории можно привести еще некоторые проявления этой силы:

в северной полусфере ветра центральной части циклона дуют против движения часовой стрелки, в южной - наоборот;
левый рельс железной дороги наиболее изнашивается в Южном полушарии , тогда как в противоположном - правый;

у рек в Северном полушарии ярко выражен правый крутой берег , в Южном - наоборот.

Что, если она остановится

Интересно предположить, что будет если наша планета перестанет вращаться . Для обычного человека это будет равносильно езде на автомобили со скоростью 2000 км/ч с последующим резким торможением . Думаю, не стоит объяснять последствия такого события, но это будет еще не самое страшное. Если находиться в этот момент на экваторе , тело человека продолжит «полет» со скоростью почти 500 метров в секунду, однако тем, кому посчастливится находиться ближе к полюсам , удастся выжить, но не надолго. Ветер станет настолько сильным, что по силе своего действия будет сопоставим с силой взрыва ядерной бомбы , а трение ветров вызовет пожары на всей планете .

Естествознание
Вселенная как среда жизни человека

Небесные тела

Земля - планета Солнечной системы

Вращение Земли вокруг Солнца

Путь движения Земли (а также других планет) вокруг Солнца называется орбитой , она имеет эллипсоидную форму.
Перигей - наименьшее расстояние орбиты от Солнца ( км).
Апогей - наибольшее расстояние орбиты от Солнца ( км).
Чем дальше от Солнца находится Земля, тем меньше ее скорость, чем ближе - тем скорость больше. Через огромное расстояние до Солнца эта разница в скорости на Земле не ощущается.

Вращение Земли вокруг своей оси

Ось Земли - воображаемая линия, вокруг которой происходит вращение нашей планеты. Северный и Южный полюса - это две противоположные точки поверхности Земли, через которые проходит воображаемая ось.
Круг, рівновіддалене от полюсов, называется экватором . Экватор делит Землю на Северное и Южное полушария .
Земная ось на севере направлена на Полярную звезду. Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток. Промежуток времени, за который Земля делает полный оборот вокруг своей оси- сутки (24 часа). В ходе вращения интенсивность солнечного света и тепла меняется в течение суток - происходит смена дня и ночи. Утром солнце восходит на востоке, а вечером заходит на западе.

Смена дня и ночи

Форма и размеры Земли

Земля имеет шарообразную форму, немного сплющенную с полюсов. Радиус Земли - 6370 км, длина окружности на экваторе - 40 тыс. км.

Смена времен года

Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд. Этот период называется годом . За каждые четыре года из «лишних» шести часов набирается один день, который присоединяют к февраля (29 февраля); такой год называется високосным .
Земля движется равномерно со скоростью 30 км/с. На одной стороне орбиты наша планета наклонена к Солнцу своей северной частью - Солнце освещает Северное полушарие; в это время в Северном полушарии лето , в Южном - зима . Когда происходит изменение наклона Земли, Солнце освещает Южное полушарие - в Южном полушарии наступает лето, в Северном - зима. Смена времен года - это естественный циклический процесс.
В Северном полушарии существуют особые дни:
21 марта - день весеннего равноденствия
22 июня - день летнего солнцестояния , самый длинный день в году.
23 сентября - день осеннего равноденствия , продолжительность дня равна продолжительности ночи.
22 декабря - день зимнего солнце-стояния , самый короткий день в году.

Определение сторон горизонта при помощи Солнца

Если в полдень стать спиной к солнцу, сзади будет юг, впереди - север, слева - запад, справа - восток.

Вы сидите, стоите или лежите, читая эту статью, и не ощущаете, что Земля вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью - примерно 1 700 км/ч на экваторе. Однако скорость вращения не кажется такой уж быстрой, если перевести ее в км/с. Получится 0,5 км/с - едва заметная вспышка на радаре, в сравнении с другими окружающими нас скоростями.

Так же, как и другие планеты Солнечной системы, Земля вращается вокруг Солнца. И чтобы удерживаться на своей орбите, она двигается со скоростью 30 км/с. Венера и Меркурий, находящиеся ближе к Солнцу, двигаются быстрее, Марс, орбита которого проходит за орбитой Земли, движется намного медленнее нее.

Но даже Солнце не стоит на одном месте. Наша галактика Млечный Путь - огромная, массивная и тоже подвижная! Все звезды, планеты, газовые облака, частицы пыли, черные дыры, темная материя - все это движется относительно общего центра масс.

По предположениям ученых, Солнце находится на расстоянии 25 000 световых лет от центра нашей галактики и двигается по эллиптической орбите, совершая полный оборот каждые 220–250 млн лет. Получается, что скорость Солнца - около 200–220 км/с, что в сотни раз выше скорости движения Земли вокруг оси и в десятки раз выше скорости ее движения вокруг Солнца. Вот так выглядит движение нашей Солнечной системы.

Стационарна ли галактика? Снова нет. Гигантские космические объекты обладают большой массой, а следовательно, создают сильные гравитационные поля. Дайте Вселенной немного времени (а оно у нас было - примерно 13,8 миллиардов лет), и все начнет двигаться в направлении наибольшего притяжения. Вот почему Вселенная не однородна, а представляет собой галактики и группы галактик.

Что это означает для нас?

Это означает, что Млечный Путь тянут к себе другие галактики и группы галактик, расположенные поблизости. Это означает, что доминируют в этом процессе массивные объекты. И это означает, что не только наша галактика, но и все окружающие испытывают влияние этих «тягачей». Мы все ближе подходим к пониманию того, что происходит с нами в космическом пространстве, но нам все еще не хватает фактов, например:

каковы были начальные условия, при которых зародилась Вселенная;
как различные массы в галактике двигаются и изменяются со временем;
как образовывался Млечный Путь и окружающие галактики и скопления;
и как это происходит сейчас.

Однако есть трюк, который поможет нам разобраться.

Вселенную наполняет реликтовое излучение с температурой 2,725 К, которое сохранилось со времен Большого Взрыва. Кое-где есть крошечные отклонения - около 100 мкК, но общий температурный фон постоянен.

Это происходит потому, что Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет назад и до сих пор расширяется и охлаждается.

Через 380 000 лет после Большого Взрыва Вселенная охладилась до такой температуры, что стало возможным образование атомов водорода. До этого фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы: сталкивались с ними и обменивались энергией. По мере остывания Вселенной заряженных частиц стало меньше, а пространства между ними - больше. Фотоны смогли свободно перемещаться в пространстве. Реликтовое излучение - это фотоны, которые были излучены плазмой в сторону будущего расположения Земли, но избежали рассеяния, так как рекомбинация уже началась. Они достигают Землю сквозь пространство Вселенной, которая продолжает расширяться.

Вы сами можете «увидеть» это излучение. Помехи, которые возникают на пустом канале телевизора, если вы используете простую антенну, похожую на заячьи уши, на 1% вызваны реликтовым излучением.

И все-таки температура реликтового фона не одинакова во всех направлениях. По результатам исследований миссии Planck, температура несколько различается в противоположных полушариях небесной сферы: она немного выше на участках неба южнее эклиптики - около 2,728 K, и ниже в другой половине - около 2,722 K.

Карта микроволнового фона, сделанная при помощи телескопа Planck.

Эта разница почти в 100 раз больше остальных наблюдаемых колебаний температуры реликтового фона, и это вводит в заблуждение. Почему так происходит? Ответ очевиден - эта разница происходит не из-за флуктуаций реликтового излучения, она появляется, потому что есть движение!

Когда вы приближаетесь к источнику света или он приближается к вам, спектральные линии в спектре источника смещаются в сторону коротких волн (фиолетовое смещение), когда отдаляетесь от него или он от вас - спектральные линии смещаются в сторону длинных волн (красное смещение).

Реликтовое излучение не может быть более или менее энергичным, значит, мы движемся сквозь пространство. Эффект Доплера помогает определить, что наша Солнечная система движется относительно реликтового излучения со скоростью 368 ± 2 км/с, а местная группа галактик, включающая Млечный Путь, галактику Андромеды и галактику Треугольника, движется со скоростью 627 ± 22 км/с относительно реликтового излучения. Это так называемые пекулярные скорости галактик, которые составляют несколько сотен км/с. Помимо них существуют еще космологические скорости, обусловленные расширением Вселенной и рассчитываемые по закону Хаббла.

Благодаря остаточному излучению от Большого Взрыва мы можем наблюдать, что во Вселенной постоянно все движется и изменяется. И наша галактика - лишь часть этого процесса.

Для наблюдателя, находящегося в Северном полушарии, например, в европейской части России, Солнце привычно восходит на востоке и поднимается к югу, занимая в полдень самую высокую позицию на небосклоне, затем клонится к западу и скрывается за линией горизонта. Данное движение Солнца является лишь видимым и вызвано вращением Земли вокруг своей оси. Если смотреть на Землю сверху в направлении Северного полюса, то она будет вращаться против часовой стрелки. Солнце при этом находится на месте, видимость его движения создается за счет вращения Земли.

Годовое вращение Земли

Вокруг Солнца Земля также вращается против часовой стрелки: если смотреть на планету сверху, со стороны Северного полюса. Так как земная ось имеет наклон относительно плоскости вращения, по мере вращения Земли вокруг Солнца она освещает ее неравномерно. На одни области солнечного света попадает больше, на другие – меньше. Благодаря этому происходит смена времен года и изменение продолжительности дня.

Весеннее и осеннее равноденствие

Дважды в год, 21 марта и 23 сентября, Солнце одинаково освещает Северное и Южное полушария. Эти моменты известны как и осеннее равноденствие. В марте в Северном полушарии начинается , в Южном – осень. В сентябре, наоборот, в Северное полушарие приходит осень, а в Южное – весна.

Летнее и зимнее солнцестояние

В Северном полушарии 22 июня Солнце выше всего поднимается над горизонтом. День имеет самую большую продолжительность, а ночь в эти сутки самая короткая. Зимнее солнцестояние происходит 22 декабря – день имеет самую короткую продолжительность, а ночь максимально длинная. В Южном полушарии все происходит наоборот.

Полярная ночь

Из-за наклона земной оси полярные и приполярные области Северного полушария в зимние месяцы оказываются без солнечного света – Солнце вообще не поднимается над горизонтом. Это явление известно как полярная ночь. Аналогичная полярная ночь существует и для приполярных областей Южного полушария, разница между ними составляет ровно полгода.

Что дает Земле ее вращение вокруг Солнца

Планеты не могут не вращаться вокруг своих светил – в противном случае они бы просто были притянуты и сгорели. Уникальность Земли заключается в том, что наклон ее оси в 23,44о оказался оптимален для возникновения всего многообразия жизни на планете.

Именно благодаря наклону оси происходит смена времен года, существуют разные климатические зоны, обеспечившие многообразие земной флоры и фауны. Изменение нагрева земной поверхности обеспечивает движение воздушных масс, а значит, и выпадение осадков в виде дождя и снега.

Расстояние от Земли до Солнца в 149 600 000 км также оказалось оптимальным. Немного дальше, и вода бы на Земле находилась только в виде льда. Немного ближе, и температура была бы уже слишком высока. Само возникновение жизни на Земле и многообразие ее форм стало возможно именно благодаря уникальному совпадению такого множества факторов.

Человек видит Землю плоской, но уже давно установлено, что Земля - это шар. Люди условились именовать это небесное тело планетой. Откуда взялось такое название?

Древнегреческие астрономы, наблюдавшие за поведением небесных тел, ввели в употребление два противоположных по смыслу термина: planetes asteres - « звезды» - небесные тела, подобные звездам, перемещающиеся на протяжении ; asteres aplanis - «неподвижные звезды» - небесные тела, остававшиеся неподвижными в течение года.В верованиях греков Земля была неподвижна и находилась в центре , поэтому они относили ее к категории «неподвижных звезд». Грекам были известны Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, видные невооруженным глазом, но они называли их не «планетами», а «блуждающими ». В Древнем Риме астрономы уже назвали эти тела «планетами», пополнив данный Солнцем и Луной. Представление о семипланетной системе сохранилось до Средневековья.Николай Коперник в XVI веке перевернул взгляды на устройство , заметив его гелиоцентричность. Земля, считавшаяся ранее центром мира, была низведена до положения одной из планет, вращающихся вокруг Солнца. В 1543 году Коперник опубликовал свой труд под названием «Об обращениях небесных сфер», в котором и изложил свою точку зрения.К сожалению, церковь не оценила революционный характер взглядов Коперника: его печальная участь известна. Кстати, по словам Энгельса, «освобождение естествознания от теологии» начинает свое летосчисление именно с опубликованной работы Коперника. Итак, Коперник заместил геоцентрическую систему мира гелиоцентрической. Название «планеты» за Землей закрепилось.Определение планеты, вообще, всегда было неоднозначным. Одни астрономы утверждают, что планета должна быть достаточно массивной, другие считают это необязательным условием. Если подойти к вопросу формально, Землю можно смело называть планетой, хотя бы потому, что само слово «планета» произошло от древнегреческого planis, означающего «подвижный», а в подвижности Земли современная наука не сомневается.

«И все-таки, она вертится!» – эту энциклопедическую фразу, произнесенную физиком и астрономом прошлого Галилео Галилеем, мы знаем еще со школьной поры. А вот почему Земля вертится? На самом деле этот вопрос очень часто задают своим родителя будучи маленькими детьми, да и сами взрослые не прочь постичь тайны вращения Земли.

Впервые о том, что Земля вертится вокруг своей оси, говорил в своих научных работах еще в начале 16-го века итальянский ученый. А вот по поводу того, же происходит вращение, всегда было много споров в научной среде. Одна из самых распространенных теорий рассказывает, что в процессе вращения земли главную роль сыграли другие процессы – те, которые шли в незапамятные времена, когда только образование . «Сбивались воедино» облака космической пыли, и таким образом образовывались «зародыши» планет. Затем «притягивались» другие космические тела – крупные и поменьше. Именно столкновением с крупными небесными , по мнению ряда ученых, и обусловлено постоянное вращение планет. А затем, согласно теории, по инерции продолжили вращение. Правда, если принимать во внимание эту теорию, возникает много закономерных вопросов. Почему в Солнечной системе шесть планет, вращаются в одну сторону, а еще одна - Венера в противоположную? Почему планета Уран вращается таким образом, что на этой планете не происходит смены времени суток? Почему скорость вращения земли может меняться (незначительно, конечно, но все-таки)? На все эти вопросы ученым еще только предстоит ответить. Известно, что Земля имеет свойство несколько замедлять свое вращение. Каждое столетие увеличивается время полного оборота вокруг оси – приблизительно, на 0,0024 секунды. Ученые связывают это с влиянием спутника Земли – Луны. Ну а о планетах Солнечной системы можно сказать, что самой «медленной» по вращению считается планета Венера, самой быстрой – Уран.

Источники: