Dimensiune originală: 280 x 180
Tip: jpg Data: 16-11-2015

Te-ai întrebat vreodată cât de repede se rotește Pământul în jurul axei sale și cum reușim să mergem constant pe Pământ, în ciuda faptului că viteza lui de rotație nu este încă mică? Să începem cu faptul că Pământul are o forță gravitațională, care ne ține pe el, iar inerția uriașă a Pământului nu ne permite să simțim rotația! Acest articol ne va ajuta să aflăm care este viteza Pământului în jurul axei sale și, de asemenea, ne va spune cât de repede se rotește Pământul în jurul Soarelui.

Când vorbim despre viteza Pământului, trebuie să avem în vedere că viteza este o mărime relativă și, prin urmare, este măsurată întotdeauna în comparație cu un alt obiect relativ. Aceasta înseamnă că mișcarea poate fi măsurată numai atunci când există un punct de referință. De exemplu, viteza Pământului poate fi calculată doar în raport cu propria sa axă, Calea Lactee, Sistemul Solar, obiectele astronomice din jur sau Soarele. Prin urmare, pentru a afla, de exemplu, viteza de rotație a Pământului în jurul Soarelui, trebuie să utilizați Unități Astronomice speciale. Pământului îi ia un an sau 365 de zile pentru a finaliza o revoluție în jurul Soarelui. Pe orbita sa în jurul Soarelui, Pământul parcurge 150 de milioane de km. Prin urmare, Pământul se rotește în jurul Soarelui cu o viteză de aproximativ 30 km/sec.

Pământul o face viraj completîn jurul axei în 23 ore 56 minute și 04,09053 secunde, acest timp este luat aproximativ pentru durata zilei - 24 de ore. Axa Pământului este o linie imaginară care trece prin centrul Pământului, Nordul și polul Sud A. Pentru a înțelege cât de repede se rotește Pământul, trebuie să ne dăm seama cât de repede se rotește Pământul la ecuator. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoaștem circumferința Pământului la ecuator, care este de 40.070 km. Acum, pur și simplu împărțind circumferința ecuatorului la lungimea zilei, obținem viteza de rotație a pământului în jurul axei sale:

40070 km/ 24 ore = 1674,66 km/h

Valoarea de 1674,66 km/h este răspunsul la întrebarea cu ce viteză se rotește Pământul în jurul axei sale la ecuator. Cu toate acestea, această viteză nu poate fi considerată o constantă, deoarece viteza de rotație în diverse locuri e diferit. Viteza variază în funcție de locația unui punct de pe suprafața pământului, adică la ce distanță se află acest punct de ecuator. Chestia este că la ecuator circumferința Pământului este cea mai mare și, prin urmare, fiind la ecuator, tu, împreună cu suprafața pământului, parcurgeți cea mai mare distanță în jurul axei Pământului în 24 de ore. Cu toate acestea, apropiindu-se de Polul Nord, circumferința suprafeței pământului scade, iar tu și Pământul parcurgeți mai puțină distanță în 24 de ore.

Într-un caz ideal, viteza de rotație la Polul Nord și Sud scade la zero! Astfel, viteza de rotație a Pământului în jurul axei sale depinde de locația latitudinală a locului. Viteza este cea mai mare la ecuator, apoi scade pe măsură ce te apropii de Polul Nord sau Sud. De exemplu, viteza de rotație a Pământului în Alaska este de doar 570 km pe oră! La latitudini medii, viteza de rotație atinge valoarea medie. De exemplu, în locuri precum New York și Europa, viteza de rotație a Pământului este de aproximativ 1125 -1450 km/h.

Sperăm că acum sunteți mai conștienți de problema cât de repede se rotește Pământul pe propria sa axă. Pentru a calcula circumferința pământului în locul în care vă aflați, trebuie doar să determinați cosinusul unghiului latitudinii dvs., care, după cum știți, este dat în unghiuri, trebuie doar să aruncați o privire mai atentă pe hartă. Apoi, trebuie să înmulțiți această valoare cu circumferința Pământului la ecuator pentru a obține circumferința la latitudinea dvs. Împărțind circumferința la 24 (numărul de ore dintr-o zi) veți obține viteza de rotație a Pământului în jurul axei sale în locul în care vă aflați.

Salutare dragi cititori! Astăzi aș vrea să ating subiectul Pământului și, și m-am gândit că o postare despre cum se rotește Pământul ți-ar fi utilă 🙂 La urma urmei, ziua și noaptea, precum și anotimpurile, depind de asta. Să aruncăm o privire mai atentă la tot.

Planeta noastră se rotește în jurul axei sale și în jurul Soarelui. Când face o revoluție în jurul axei sale, trece o zi, iar când se învârte în jurul Soarelui, trece un an. Citiți mai multe despre asta mai jos:

Axa Pământului.

Axa Pământului (axa de rotație a Pământului) - aceasta este linia dreaptă în jurul căreia are loc rotația zilnică a Pământului; această linie trece prin centru și intersectează suprafața Pământului.

Înclinarea axei de rotație a Pământului.

Axa de rotație a Pământului este înclinată față de plan la un unghi de 66°33′; datorită acestui lucru se întâmplă. Când Soarele se află deasupra Tropicului Nordului (23°27´ N), vara începe în emisfera nordică, iar Pământul se află la cea mai îndepărtată distanță de Soare.

Când Soarele răsare deasupra Tropicului de Sud (23°27´ S), la Emisfera sudica vara incepe.

În emisfera nordică, iarna începe în acest moment. Atracția Lunii, Soarelui și a altor planete nu schimbă unghiul de înclinare axa pământului, dar duce la faptul că se deplasează de-a lungul unui con circular. Această mișcare se numește precesiune.

Polul Nord arată acum spre Steaua Polară.În următorii 12.000 de ani, ca urmare a precesiunii, axa Pământului va călători aproximativ la jumătatea distanței și va fi îndreptată către steaua Vega.

Aproximativ 25.800 de ani ciclu complet precesiune și influențează semnificativ ciclul climatic.

De două ori pe an, când Soarele este direct deasupra ecuatorului, și de două ori pe lună, când Luna se află într-o poziție similară, atracția datorată precesiei scade la zero și are loc o creștere și o scădere periodică a ratei de precesiune.

Astfel de mișcări oscilatorii ale axei pământului sunt cunoscute sub numele de nutație, care atinge vârful la fiecare 18,6 ani. În ceea ce privește semnificația influenței sale asupra climei, această periodicitate ocupă locul doi după schimbări ale anotimpurilor.

Rotația Pământului în jurul axei sale.

Rotația zilnică a Pământului - mișcarea Pământului în sens invers acelor de ceasornic sau de la vest la est, când este privit din polul Nord pace. Rotația Pământului determină lungimea zilei și provoacă schimbarea dintre zi și noapte.

Pământul face o revoluție în jurul axei sale în 23 de ore, 56 de minute și 4,09 secunde.În perioada unei revoluții în jurul Soarelui, Pământul face aproximativ 365 ¼ de rotații, acesta este un an sau egal cu 365 ¼ zile.

La fiecare patru ani, în calendar se mai adaugă o zi, deoarece pentru fiecare astfel de revoluție, pe lângă o zi întreagă, se petrece încă un sfert de zi. Rotația Pământului încetinește treptat atracție gravitațională Luna și prelungește ziua cu aproximativ 1/1000 s în fiecare secol.

Judecând după datele geologice, rata de rotație a Pământului s-ar putea modifica, dar nu cu mai mult de 5%.

În jurul Soarelui, Pământul se rotește pe o orbită eliptică, apropiată de circulară, cu o viteză de aproximativ 107.000 km/h în direcția de la vest la est. Distanța medie până la Soare este de 149.598 mii km, iar diferența dintre cel mai mic și cel mai mare distanta lunga 4,8 milioane km.

Excentricitatea (abaterea de la cerc) a orbitei Pământului se modifică ușor pe parcursul unui ciclu care durează 94 de mii de ani. Se crede că formarea unui ciclu climatic complex este facilitată de modificările distanței până la Soare, iar înaintarea și plecarea ghețarilor în timpul erelor glaciare sunt asociate cu etapele sale individuale.

Totul în vastul nostru Univers este aranjat foarte complex și precis. Și Pământul nostru este doar un punct în el, dar este al nostru casa natala, despre care am aflat puțin mai multe în postarea despre cum se rotește Pământul. Ne vedem în noi postări despre studiul Pământului și al Universului🙂

Multe dintre trăsăturile vieții care ne sunt familiare încă din copilărie sunt rezultatul unor procese la scară cosmică. Schimbarea zilei și a nopții, anotimpurile, durata perioadei în care Soarele se află deasupra orizontului sunt asociate cu modul în care și cu ce viteză se rotește Pământul, cu particularitățile mișcării sale în spațiu.

Linie imaginară

Axa oricărei planete este o construcție speculativă, creată pentru confortul descrierii mișcării. Dacă tragi mental o linie prin poli, aceasta va fi axa Pământului. Rotația în jurul ei este una dintre cele două mișcări principale ale planetei.

Axa nu face 90º cu planul eclipticii (planul din jurul Soarelui), ci se abate de la perpendiculară cu 23º27". Se crede că planeta se rotește de la vest la est, adică în sens invers acelor de ceasornic. Exact asta mișcarea sa în jurul axei arată ca atunci când este observată la polul nord.

Dovada de nerefuzat

Se credea cândva că planeta noastră este staționară, iar stelele fixate pe cer se învârteau în jurul ei. Suficient perioadă lungă de timpîn istorie, nimeni nu a fost interesat de cât de repede se rotește Pământul pe orbită sau în jurul axei sale, deoarece înseși conceptele de „axă” și „orbită” nu se potriveau în cunoștințe științifice acea perioadă. Dovada experimentală a faptului că Pământul se mișcă constant în jurul axei sale a fost obținută în 1851 de Jean Foucault. În cele din urmă, a convins pe toți cei care încă se îndoiau de acest lucru în secolul dinainte.

Experimentul s-a desfășurat sub o cupolă în care au fost plasate un pendul și un cerc cu diviziuni. Oscilant, pendulul s-a deplasat cu câteva crestături cu fiecare mișcare nouă. Acest lucru este posibil doar dacă planeta se rotește.

Viteză

Cât de repede se rotește Pământul pe axa sa? Este destul de dificil să dai un răspuns clar la această întrebare, deoarece viteza diferitelor puncte geografice nu este aceeași. Cu cât zona este mai aproape de ecuator, cu atât este mai sus. În regiunea italiană, valoarea vitezei, de exemplu, este estimată la 1200 km/h. În medie, planeta călătorește cu 15º într-o oră.

Lungimea zilei este legată de viteza de rotație a Pământului. Perioada de timp în care planeta noastră face o revoluție în jurul axei sale este determinată în două moduri. Pentru a determina așa-numita zi siderale sau siderale, orice stea, alta decât Soarele, este selectată ca sistem de referință. Acestea durează 23 de ore, 56 de minute și 4 secunde. Dacă pentru punct de start Dacă lumina noastră este luată, atunci ziua se numește solară. Durata medie a acestora este de 24 de ore. Acesta variază oarecum în funcție de poziția planetei față de stea, ceea ce afectează atât viteza de rotație în jurul axei sale, cât și viteza cu care Pământul se rotește pe orbită.

În jurul centrului

A doua cea mai importantă mișcare a planetei este „încercul” pe orbită. Mișcarea constantă de-a lungul unei traiectorii ușor alungite este resimțită de oameni cel mai adesea din cauza schimbării anotimpurilor. Viteza cu care Pământul se mișcă în jurul Soarelui este exprimată pentru noi în primul rând în unități de timp: o revoluție durează 365 zile 5 ore 48 minute 46 secunde, adică un an astronomic. Cifra exactă explică clar de ce la fiecare patru ani există o zi suplimentară în februarie. Reprezintă suma orelor acumulate în acest timp care nu au fost incluse în cele 365 de zile acceptate ale anului.

Caracteristici de traiectorie

După cum sa menționat deja, viteza cu care Pământul se rotește pe orbită este asociată cu caracteristicile acestuia din urmă. Traiectoria planetei diferă de un cerc ideal; este ușor alungită. Ca urmare, Pământul fie se apropie de stea, fie se îndepărtează de ea. Când planeta și Soarele sunt separate de o distanță minimă, această poziție se numește periheliu. Distanța maximă corespunde afeliului. Prima cade pe 3 ianuarie, a doua pe 5 iulie. Și pentru fiecare dintre aceste puncte întrebarea: „Cu ce ​​viteză se rotește Pământul pe orbită?” - are propriul răspuns. Pentru afeliu este de 29,27 km/s, pentru periheliu este de 30,27 km/s.

Lungimea zilei

Viteza cu care Pământul se rotește pe orbita sa și, în general, mișcarea planetei în jurul Soarelui, au o serie de consecințe care determină multe dintre nuanțele vieții noastre. De exemplu, aceste mișcări afectează durata zilei. Soarele își schimbă constant poziția pe cer: punctele de răsărit și apus se schimbă, înălțimea stelei deasupra orizontului la amiază devine ușor diferită. Ca urmare, durata zilei și a nopții se schimbă.

Aceste două valori coincid doar la echinocțiu, când centrul Soarelui traversează ecuatorul ceresc. Înclinarea axei se dovedește a fi neutră față de stea, iar razele acesteia cad vertical pe ecuator. Echinocțiul de primăvară cade în perioada 20-21 martie, echinocțiul de toamnă în 22-23 septembrie.

Solstițiul

O dată pe an pe zi atinge durata maximă, iar șase luni mai târziu ajunge la minim. Aceste date sunt de obicei numite solstițiu. Vara cade în perioada 21-22 iunie, iar iarna 21-22 decembrie. În primul caz, planeta noastră este poziționată în așa fel în raport cu stea, încât marginea nordică a axei să privească în direcția Soarelui. Drept urmare, razele cad vertical pe și luminează întreaga regiune dincolo de Cercul Arctic. În emisfera sudică, dimpotrivă, razele de soare Ele ajung doar în zona dintre ecuator și Cercul polar.

În timpul solstițiului de iarnă, evenimentele decurg exact în același mod, doar emisferele își schimbă rolurile: Polul Sud este iluminat.

anotimpuri

Poziția orbitală afectează mai mult decât cât de repede se mișcă Pământul în jurul Soarelui. Ca urmare a modificărilor distanței care o separă de stea, precum și a înclinării axei planetei, radiația solară este distribuită neuniform pe tot parcursul anului. Și asta, la rândul său, provoacă schimbarea anotimpurilor. Mai mult, durata semestrului de iarnă și de vară este diferită: primul este de 179 de zile, iar al doilea - 186. Această discrepanță este cauzată de aceeași înclinare a axei față de planul eclipticii.

Curele ușoare

Orbita Pământului are o altă consecință. Mișcarea anuală duce la o schimbare a poziției Soarelui deasupra orizontului, în urma căreia se formează centuri de iluminare pe planetă:

Regiunile fierbinți sunt situate pe 40% din teritoriul Pământului, între Tropicul de Sud și Nord. După cum sugerează și numele, de aici vine cea mai mare parte a căldurii.

Zonele temperate - între Cercul Arctic și Tropice - se caracterizează printr-o schimbare pronunțată a anotimpurilor.

Zonele polare, situate dincolo de Cercurile polare, se caracterizează prin temperaturi scăzute pe tot parcursul anului.

Mișcarea planetelor în general și, în special, viteza cu care orbitează Pământul, influențează și alte procese. Printre acestea se numără curgerea râurilor, schimbarea anotimpurilor și anumite ritmuri de viață ale plantelor, animalelor și oamenilor. În plus, rotația Pământului, datorită influenței sale asupra iluminării și a temperaturii suprafeței, afectează munca agricolă.

Astăzi, care este viteza de rotație a Pământului, care este distanța acestuia față de Soare și alte caracteristici legate de mișcarea planetei sunt studiate la școală. Cu toate acestea, dacă vă gândiți bine, nu sunt deloc evidente. Când îmi vine în minte un astfel de gând, aș dori să le mulțumesc sincer acelor oameni de știință și cercetători care, în mare parte datorită minții lor extraordinare, au putut să descopere legile vieții cosmice a Pământului, să le descrie și apoi să le demonstreze și să le explice. la restul lumii.

Rotația Pământului în jurul axei sale

Rotația Pământului este una dintre mișcările Pământului, care reflectă multe fenomene astronomice și geofizice care au loc pe suprafața Pământului, în interiorul acestuia, în atmosferă și oceane, precum și în spațiul apropiat.

Rotația Pământului explică schimbarea zilei și a nopții, mișcarea aparentă diurnă corpuri cerești, rotirea planului de balansare a unei sarcini suspendate pe un fir, devierea corpurilor în cădere spre est etc. Datorită rotației Pământului, corpurile care se deplasează pe suprafața lui sunt supuse forței Coriolis, a cărei influență se manifestă în erodarea malurilor drepte ale râurilor din emisfera nordică și a celor stângi din emisfera sudică Pământului și în unele caracteristici ale circulației atmosferice. Forța centrifugă generată de rotația Pământului explică parțial diferențele de accelerație a gravitației la ecuator și polii Pământului.

Pentru a studia modelele de rotație ale Pământului, sunt introduse două sisteme de coordonate cu început comun la centrul de masă al Pământului (Fig. 1.26). Sistemul terestru X 1 Y 1 Z 1 participă la rotația zilnică a Pământului și rămâne nemișcat în raport cu punctele de pe suprafața pământului. Sistemul de coordonate stelare XYZ nu are legătură cu rotația zilnică a Pământului. Deși originea sa se mișcă în spațiul cosmic cu o oarecare accelerație, participând la mișcarea anuală a Pământului în jurul Soarelui în Galaxie, această mișcare a stelelor relativ îndepărtate poate fi considerată uniformă și rectilinie. Prin urmare, mișcarea Pământului în acest sistem (precum și orice obiect ceresc) poate fi studiată în conformitate cu legile mecanicii pentru un sistem de referință inerțial. Planul XOY este aliniat cu planul ecliptic, iar axa X este îndreptată către punct echinocțiu de primăvarăγ epoca iniţială. Este convenabil să luăm axele principale de inerție ale Pământului ca axele sistemului de coordonate al pământului, este posibilă o altă alegere de axe. Poziția sistemului terestru în raport cu sistemul stelar este determinată de obicei de trei unghiuri Euler ψ, υ, φ.

Fig.1.26. Sisteme de coordonate utilizate pentru studiul rotației Pământului

Informațiile de bază despre rotația Pământului provin din observațiile mișcării zilnice a corpurilor cerești. Rotația Pământului are loc de la vest la est, adică. în sens invers acelor de ceasornic, văzut de la Polul Nord al Pământului.

Înclinarea medie a ecuatorului față de ecliptica erei inițiale (unghiul υ) este aproape constantă (în 1900 era egală cu 23° 27¢ 08.26² și în cursul secolului al XX-lea a crescut cu mai puțin de 0.1²). Linia de intersecție a ecuatorului Pământului și ecliptica epocii inițiale (linia nodurilor) se mișcă încet de-a lungul eclipticii de la est la vest, mișcându-se cu 1° 13¢ 57,08² pe secol, în urma căreia unghiul ψ se modifică cu 360° în 25.800 de ani (precesiune). Axa instantanee de rotație a OR aproape întotdeauna coincide cu cea mai mică axă de inerție a Pământului. Conform observațiilor făcute încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea, unghiul dintre aceste axe nu depășește 0,4².

Perioada de timp în care Pământul face o revoluție în jurul axei sale față de un punct de pe cer se numește zi. Punctele care determină durata zilei pot fi:

· punctul echinocțiului de primăvară;

· centrul discului vizibil al Soarelui, deplasat de aberația anuală („Soarele adevărat”);

· „Soarele mediu” este un punct fictiv, a cărui poziţie pe cer poate fi calculată teoretic pentru orice moment în timp.

Cele trei perioade diferite de timp definite de aceste puncte sunt numite zile siderale, adevărate solare și, respectiv, zile solare medii.

Viteza de rotație a Pământului este caracterizată de valoarea relativă

unde P z este durata unei zile pământești, T este durata unei zile standard (atomice), care este egală cu 86400 s;

- viteze unghiulare corespunzătoare zilelor terestre și standard.

Deoarece valoarea lui ω se modifică numai în a noua – a opta cifră, valorile lui ν sunt de ordinul 10 -9 -10 -8.

Pământul face o revoluție completă în jurul axei sale în raport cu stele într-o perioadă mai scurtă de timp decât în ​​raport cu Soarele, deoarece Soarele se mișcă de-a lungul eclipticii în aceeași direcție în care se rotește Pământul.

Ziua siderale este determinată de perioada de rotație a Pământului în jurul axei sale în raport cu orice stea, dar întrucât stelele au o mișcare proprie și, în plus, foarte complexă, s-a convenit ca începutul zilei siderale să fie numărat. din momentul culminării superioare a echinocțiului de primăvară, iar lungimea zilei siderale este considerată intervalul de timp dintre două culmi superioare succesive ale echinocțiului de primăvară situate pe același meridian.

Datorită fenomenelor de precesiune şi nutaţie aranjament reciproc Ecuatorul ceresc și ecliptica se schimbă continuu, ceea ce înseamnă că locația echinocțiului de primăvară pe ecliptică se schimbă în consecință. S-a stabilit că ziua siderale este cu 0,0084 secunde mai scurtă decât perioada reală de rotație zilnică a Pământului și că Soarele, mișcându-se de-a lungul eclipticii, atinge punctul echinocțiului de primăvară mai devreme decât ajunge în același loc față de stele.

Pământul, la rândul său, se învârte în jurul Soarelui nu într-un cerc, ci într-o elipsă, așa că mișcarea Soarelui ni se pare neuniformă față de Pământ. Iarna, zilele solare adevărate sunt mai lungi decât vara De exemplu, la sfârșitul lunii decembrie sunt 24 de ore 04 minute 27 de secunde, iar la mijlocul lunii septembrie sunt de 24 de ore 03 minute. 36 sec. Pe unitate medie zile insorite Este considerat a fi 24 de ore 03 minute. 56,5554 sec timp sideral.

Datorită elipticității orbitei Pământului, viteza unghiulară a Pământului în raport cu Soarele depinde de perioada anului. Pământul se mișcă cel mai încet pe orbită atunci când se află la periheliu - punctul cel mai îndepărtat al orbitei sale de Soare. Ca urmare, durata zilei solare adevărate nu este aceeași pe tot parcursul anului - elipticitatea orbitei modifică durata zilei solare adevărate conform unei legi care poate fi descrisă de o sinusoidă cu o amplitudine de 7,6 minute. si o perioada de 1 an.

Al doilea motiv pentru neuniformitatea zilei este înclinarea axei pământului spre ecliptică, ceea ce duce la mișcarea aparentă a Soarelui în sus și în jos de la ecuator pe tot parcursul anului. Ascensiunea directă a Soarelui în apropierea echinocțiilor (Fig. 1.17) se modifică mai lent (deoarece Soarele se mișcă la un unghi față de ecuator) decât în ​​timpul solstițiilor, când se deplasează paralel cu ecuatorul. Ca urmare, la durata zilei solare adevărate se adaugă un termen sinusoidal cu o amplitudine de 9,8 minute. și o perioadă de șase luni. Există și alte efecte periodice care modifică durata zilei solare adevărate și depind de timp, dar sunt mici.

Ca urmare a acțiunii combinate a acestor efecte, cele mai scurte zile solare adevărate sunt observate în perioada 26-27 martie și 12-13 septembrie, iar cele mai lungi în perioada 18-19 iunie și 20-21 decembrie.

Pentru a elimina această variabilitate, ei folosesc ziua solară medie, legată de așa-numitul Soare mediu - un punct condiționat care se mișcă uniform de-a lungul ecuatorului ceresc și nu de-a lungul eclipticii, ca Soarele real, și care coincide cu centrul Soarelui. în momentul echinocţiului de primăvară. Perioada de revoluție a Soarelui mediu în sfera cerească este egală cu un an tropical.

Ziua solară medie nu este supusă modificărilor periodice, ca și ziua solară adevărată, dar durata ei se modifică monoton datorită modificărilor perioadei de rotație axială a Pământului și (într-o măsură mai mică) cu modificări ale duratei anului tropical, crescând cu aproximativ 0,0017 secunde pe secol. Astfel, durata zilei solare medii la începutul anului 2000 a fost egală cu 86400,002 secunde SI (secunda SI se determină folosind procesul periodic intra-atomic).

O zi siderale este 365,2422/366,2422=0,997270 zi solară medie. Această valoare este raportul constant dintre timpul sideral și cel solar.

In medie timpul solarși timpul sideral sunt legate între ele prin următoarele relații:

24 de ore miercuri. timpul solar = 24 ore. 03 min. 56,555 sec. timp sideral

1 oră = 1h. 00 min. 09.856 sec.

1 min. = 1 min. 00.164 sec.

1 sec. = 1,003 sec.

24 de ore timp sideral = 23 ore 56 minute. 04.091 sec. mier timpul solar

1 oră = 59 minute 50,170 sec.

1 min. = 59,836 sec.

1 sec. = 0,997 sec.

Timpul în orice dimensiune - sideral, adevărat solar sau mediu solar - este diferit pe diferite meridiane. Dar toate punctele situate pe același meridian în același moment în timp au același timp, care se numește timp local. Când vă deplasați de-a lungul aceleiași paralele către vest sau est, ora la punctul de plecare nu va corespunde cu ora locală a tuturor celorlalte puncte geografice situate pe această paralelă.

Pentru a elimina într-o oarecare măsură acest dezavantaj, canadianul S. Flushing a propus introducerea timpului standard, i.e. un sistem de numărare a timpului bazat pe împărțirea suprafeței Pământului în 24 de fusuri orare, fiecare fiind la 15° în longitudine față de zona vecină. Flushing a pus 24 de meridiane principale pe harta lumii. La aproximativ 7,5° la est și la vest de ele, limitele fusului orar al acestei zone au fost trasate în mod convențional. Ora aceluiași fus orar în fiecare moment pentru toate punctele sale a fost considerată aceeași.

Înainte de Flushing, hărți cu diferite meridiane principale au fost publicate în multe țări din întreaga lume. Deci, de exemplu, în Rusia se numărau longitudini de la meridianul care trecea prin Observatorul Pulkovo, în Franța - prin Observatorul din Paris, în Germania - prin Observatorul din Berlin, în Turcia - prin Observatorul de la Istanbul. Pentru a introduce ora standard, a fost necesar să se unifice un singur meridian prim.

Ora standard a fost introdusă pentru prima dată în Statele Unite în 1883 și în 1884. La Washington, la Conferința Internațională, la care a participat și Rusia, s-a luat o decizie convenită la ora standard. Participanții la conferință au convenit să considere meridianul prim sau prim ca fiind meridianul Observatorului Greenwich, iar ora solară medie locală a meridianului Greenwich a fost numită timp universal sau mondial. La conferință a fost stabilită și așa-numita „linie a datei”.

În țara noastră, ora standard a fost introdusă în 1919. Luând ca bază sistemul internațional de fusuri orare și limitele administrative existente la acea vreme, pe harta RSFSR au fost aplicate fusuri orare de la II la XII inclusiv. Ora locală a fusurilor orare situate la est de meridianul Greenwich crește cu o oră de la o zonă la alta și, în mod corespunzător, scade cu o oră la vest de Greenwich.

Când se calculează timpul pe zile calendaristice, este important să se stabilească pe ce meridian începe noua data(ziua lunii). Conform acordului internațional, linia de date se desfășoară în cea mai mare parte de-a lungul meridianului, care este la 180 ° distanță de Greenwich, retrăgându-se de acesta: la vest - lângă insula Wrangel și Insulele Aleutine, la est - în largul coastei Asiei , insulele Fiji, Samoa, Tongatabu, Kermandek și Chatham.

La vest de linia de dată, ziua lunii este întotdeauna cu una mai mult decât la est de ea. Prin urmare, după trecerea acestei linii de la vest la est, este necesar să se reducă numărul lunii cu una, iar după ce o traversează de la est la vest, să-l mărească cu una. Această schimbare de dată se face de obicei la cel mai apropiat miezul nopții după trecerea liniei internaționale de dată. Este destul de evident că noua lună calendaristică și Anul Nouîncepe pe linia internațională a datei.

Astfel, meridianul prim și meridianul 180° E, de-a lungul căruia trece în principal linia de dată, împart globul în emisfera vestică și estică.

De-a lungul istoriei omenirii, rotația zilnică a Pământului a servit întotdeauna ca un standard de timp ideal, care a reglementat activitățile oamenilor și a fost un simbol al uniformității și acurateței.

Cel mai vechi instrument pentru determinarea timpului î.Hr. a fost un gnomon, un indicator în greacă, un stâlp vertical pe o zonă nivelată, a cărui umbră, schimbându-și direcția pe măsură ce Soarele se mișca, arăta cutare sau cutare oră din zi pe o scară marcată pe pământ lângă stâlp. Cadranele solare sunt cunoscute încă din secolul al VII-lea î.Hr. Inițial, au fost comune în Egipt și în țările din Orientul Mijlociu, de unde s-au mutat în Grecia și Roma, și chiar mai târziu au pătruns în țările din Vest și a Europei de Est. Întrebări de gnomonică - arta de a face ceas solarși capacitatea de a le folosi – studiate de astronomi și matematicieni lumea antica, Evul Mediu și vremurile moderne. În secolul al XVIII-lea iar la începutul secolului al XIX-lea. Gnomonica a fost prezentată în manualele de matematică.

Și abia după 1955, când cerințele fizicienilor și astronomilor pentru precizia timpului au crescut foarte mult, a devenit imposibil să fii mulțumit de rotația zilnică a Pământului ca standard de timp, care era deja neuniform cu precizia cerută. Timpul determinat de rotația Pământului este neuniform din cauza mișcărilor polului și a redistribuirii momentului unghiular între diverse părți Pământ (hidrosferă, manta, miez lichid). Meridianul adoptat pentru cronometrare este determinat de punctul EOR și punctul de pe ecuator corespunzător longitudinii zero. Acest meridian este foarte aproape de Greenwich.

Pământul se rotește neuniform, ceea ce provoacă modificări ale duratei zilei. Viteza de rotație a Pământului poate fi caracterizată cel mai simplu prin abaterea duratei zilei Pământului de la standard (86.400 s). Cu cât ziua Pământului este mai scurtă, cu atât Pământul se rotește mai repede.

Există trei componente în magnitudinea modificărilor vitezei de rotație a Pământului: încetinirea seculară, fluctuațiile sezoniere periodice și schimbările bruște neregulate.

Încetinirea seculară a vitezei de rotație a Pământului se datorează acțiunii forțelor mareice de atracție ale Lunii și Soarelui. Forța mareelor ​​întinde Pământul de-a lungul unei linii drepte care leagă centrul său cu centrul corpului perturbator - Luna sau Soarele. În acest caz, forța de compresie a Pământului crește dacă rezultanta coincide cu planul ecuatorial și scade atunci când se abate spre tropice. Momentul de inerție al Pământului comprimat este mai mare decât cel al unei planete sferice neformate și, deoarece momentul unghiular al Pământului (adică produsul momentului său de inerție cu viteza unghiulară) trebuie să rămână constantă, viteza de rotație a Pământului. Pământul comprimat este mai mic decât cel al Pământului neformat. Datorită faptului că declinațiile Lunii și Soarelui, distanțele de la Pământ la Lună și Soare sunt în continuă schimbare, forța mareelor ​​fluctuează în timp. Compresia Pământului se modifică în consecință, ceea ce provoacă în cele din urmă fluctuații ale mareelor ​​în viteza de rotație a Pământului. Cele mai semnificative dintre ele sunt fluctuațiile cu perioade semestriale și lunare.

Încetinirea vitezei de rotație a Pământului este detectată în timpul observațiilor astronomice și al studiilor paleontologice. Observații ale antice eclipse de soare ne-a permis să concluzionăm că lungimea zilei crește cu 2 s la fiecare 100.000 de ani. Observațiile paleontologice ale coralilor au arătat că coralii mărilor calde cresc, formând o centură, a cărei grosime depinde de cantitatea de lumină primită pe zi. Astfel, este posibil să se determine modificările anuale în structura lor și să se calculeze numărul de zile dintr-un an. ÎN era moderna găsiți 365 de curele pe corali. Conform observațiilor paleontologice (Tabelul 5), lungimea zilei crește liniar cu timpul cu 1,9 s la 100.000 de ani.

Tabelul 5

Conform observațiilor din ultimii 250 de ani, ziua a crescut cu 0,0014 s pe secol. Potrivit unor date, pe lângă încetinirea mareelor, există o creștere a vitezei de rotație cu 0,001 s pe secol, care este cauzată de o modificare a momentului de inerție al Pământului din cauza mișcării lente a materiei în interiorul Pământului și pe suprafata ei. Accelerația proprie reduce durata zilei. În consecință, dacă nu ar fi acolo, atunci ziua ar crește cu 0,0024 s pe secol.

Înainte de crearea ceasurilor atomice, rotația Pământului era controlată prin compararea coordonatelor observate și calculate ale Lunii, Soarelui și planetelor. În acest fel, s-a putut obține o idee despre schimbarea vitezei de rotație a Pământului în ultimele trei secole - de la sfârșitul secolului al XVII-lea, când au fost observate primele observații instrumentale ale mișcării Luna, Soarele și planetele au început. Analiza acestor date arată (Fig. 1.27) că de la începutul secolului al XVII-lea. până la mijlocul secolului al XIX-lea. Viteza de rotație a Pământului s-a schimbat puțin. Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Până în prezent, au fost observate fluctuații neregulate semnificative ale vitezei cu timpi caracteristici de ordinul a 60-70 de ani.

Fig.1.27. Abaterea duratei zilei de la valorile standard peste 350 de ani

Pământul s-a rotit cel mai repede în jurul anului 1870, când durata zilei Pământului a fost cu 0,003 s mai mică decât standardul. Cel mai lent - în jurul anului 1903, când ziua pământului a fost cu 0,004 s mai lungă decât cea standard. Din 1903 până în 1934 A existat o accelerare a rotației Pământului de la sfârșitul anilor 30 până în 1972. a fost o încetinire, iar din 1973. În prezent, Pământul își accelerează rotația.

Fluctuațiile periodice anuale și semianuale ale vitezei de rotație a Pământului sunt explicate prin modificări periodice ale momentului de inerție al Pământului, datorită dinamicii sezoniere a atmosferei și distribuției planetare a precipitațiilor. Conform datelor moderne, lungimea zilei se modifică cu ±0,001 secunde pe tot parcursul anului. Cele mai scurte zile sunt în iulie-august, iar cele mai lungi sunt în martie.

Modificările periodice ale vitezei de rotație a Pământului au perioade de 14 și 28 de zile (lunar) și de 6 luni și 1 an (solar). Viteza minimă de rotație a Pământului (accelerația este zero) corespunde cu 14 februarie, viteza medie (accelerația maximă) este 28 mai, viteza maximă (accelerația este zero) este 9 august, viteza medie (decelerația minimă) este 6 noiembrie .

Se observă și modificări aleatorii ale vitezei de rotație a Pământului, care apar la intervale de timp neregulate, aproape multipli de unsprezece ani. Valoarea absolută a modificării relative a vitezei unghiulare atinsă în 1898. 3,9×10 -8, iar în 1920 – 4,5×10 -8. Natura și natura fluctuațiilor aleatorii ale vitezei de rotație a Pământului au fost puțin studiate. O ipoteză explică fluctuațiile neregulate ale vitezei unghiulare de rotație a Pământului prin recristalizarea unor roci în interiorul Pământului, modificându-i momentul de inerție.

Înainte de descoperirea rotației neuniforme a Pământului, unitatea de timp derivată - a doua - era definită ca 1/86400 din ziua solară medie. Variabilitatea zilei solare medii din cauza rotației neuniforme a Pământului ne-a obligat să renunțăm la această definiție a celei de-a doua.

În octombrie 1959 Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri a decis să dea următoarea definiție unității fundamentale de timp, a doua:

„O secundă este 1/31556925,9747 din anul tropical pentru 1900, 0 ianuarie, la ora 12 efemeride”.

A doua definită în acest fel se numește „efemeride”. Numărul 31556925.9747=86400´365.2421988 este numărul de secunde din anul tropical, a cărui durată pentru anul 1900, 0 ianuarie, la 12 ore de timp efemeride (timp newtonian uniform) a fost egală cu 365,242198 zile solare medii.

Cu alte cuvinte, o secundă efemeridă este o perioadă de timp egală cu 1/86400 din durata medie a zilei solare medii, pe care o aveau în 1900, în 0 ianuarie, la 12 ore de timp efemeride. Astfel, noua definiție a celui de-al doilea a fost asociată și cu mișcarea Pământului în jurul Soarelui, în timp ce vechea definiție se baza doar pe rotația sa în jurul axei sale.

În zilele noastre, timpul este o mărime fizică cu care se poate măsura cea mai mare precizie. Unitatea de timp - a doua de timp „atomic” (secunda SI) - este egală cu durata a 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133, a fost introdusă în 1967. prin decizia Conferinței a XII-a Generală a Greutăților și Măsurilor, iar în 1970 timpul „atomic” a fost luat ca timp de referință fundamental. Precizia relativă a standardului de frecvență de cesiu este de 10 -10 -10 -11 pe mai mulți ani. Standardul de timp atomic nu are nici fluctuații zilnice, nici seculare, nu îmbătrânește și are suficientă certitudine, acuratețe și reproductibilitate.

Odată cu introducerea timpului atomic, precizia determinării rotației neuniforme a Pământului s-a îmbunătățit semnificativ. Din acest moment, a devenit posibilă înregistrarea tuturor fluctuațiilor vitezei de rotație a Pământului cu o perioadă mai mare de o lună. Figura 1.28 prezintă evoluţia abaterilor medii lunare pentru perioada 1955-2000.

Din 1956 până în 1961 Rotația Pământului s-a accelerat din 1962 până în 1972. - a încetinit, iar din 1973. până în prezent – ​​s-a accelerat din nou. Această accelerare nu s-a încheiat încă și va continua până în 2010. Accelerația de rotație 1958-1961 iar încetinirea 1989-1994. sunt fluctuații pe termen scurt. Variațiile sezoniere fac ca viteza de rotație a Pământului să fie cea mai lentă în aprilie și noiembrie și cea mai mare în ianuarie și iulie. Maximul din ianuarie este semnificativ mai mic decât cel din iulie. Diferența dintre abaterea minimă a duratei zilei pământului de la standardul din iulie și cea maximă din aprilie sau noiembrie este de 0,001 s.

Fig.1.28. Abaterile medii lunare ale duratei zilei Pământului de la standard pentru 45 de ani

Studiul neuniformității rotației Pământului, al nutațiilor axei Pământului și al mișcării polilor este de mare știință și semnificație practică. Cunoașterea acestor parametri este necesară pentru a determina coordonatele obiectelor cerești și terestre. Ele contribuie la extinderea cunoștințelor noastre în diverse domenii ale geoștiințelor.

În anii 80 ai secolului XX, noi metode de geodezie au înlocuit metodele astronomice pentru determinarea parametrilor de rotație ai Pământului. Observațiile Doppler ale sateliților, distanța cu laser a Lunii și a sateliților, sistemul de poziționare globală GPS, interferometria radio sunt mijloace eficiente să studieze rotația neuniformă a Pământului și mișcarea polilor. Cele mai potrivite pentru interferometrie radio sunt quasarii - surse puternice de emisie radio extrem de scăzută. dimensiune unghiulară(mai puțin de 0,02²), care sunt aparent cele mai îndepărtate obiecte din Univers, practic nemișcate pe cer. Interferometria radio quasar reprezintă cea mai eficientă și independentă mijloace de măsurători optice pentru studierea mișcării de rotație a Pământului.

Indiferent de faptul că mișcările constante ale planetei noastre sunt de obicei imperceptibile, diversele fapte științifice S-a dovedit de mult timp că planeta Pământ se mișcă pe propria sa traiectorie strict definită nu numai în jurul Soarelui însuși, ci și în jurul propriei axe. Aceasta este ceea ce determină masa fenomene naturale observate de oameni în fiecare zi, cum ar fi schimbarea orei din zi și din noapte. Chiar și în acest moment, citind aceste rânduri, ești într-o mișcare continuă, o mișcare care este cauzată de mișcarea planetei tale natale.

Mișcare volubilă

Este interesant că viteza Pământului în sine nu este o valoare constantă, din motive pe care oamenii de știință, din păcate, încă nu le-au putut explica, totuși, se știe cu certitudine că în fiecare secol Pământul încetinește ușor viteza lui. rotație normală cu o sumă egală cu aproximativ 0. 0024 secunde. Se crede că o astfel de anomalie este direct legată de o anumită atracție lunară, care determină fluxul și refluxul mareelor, pe care planeta noastră cheltuiește și o parte semnificativă din propria energie, ceea ce „încetinește” rotația sa individuală. Așa-numitele proeminențe de maree, care se deplasează ca de obicei în direcția opusă cursului Pământului, provoacă apariția anumitor forțe de frecare, care, în conformitate cu legile fizicii, sunt principalul factor de frânare într-un sistem spațial atât de puternic precum Pământ.

Desigur, de fapt nu există nicio axă; este o linie dreaptă imaginară care ajută la efectuarea calculelor.

Într-o oră, se crede că Pământul se rotește cu 15 grade. Nu este greu de ghicit cât de mult durează până când se rotește complet în jurul axei sale: 360 de grade - într-o zi în 24 de ore.

Ziua la ora 23

Este clar că Pământul se rotește în jurul propriei axe în cele 24 de ore cunoscute oamenilor - o zi pământească obișnuită, sau mai exact - în 23 de ore minute și aproape 4 secunde. Mișcarea are loc invariabil din partea de vest în partea de est și nimic altceva. Nu este greu de calculat că în astfel de condiții viteza la ecuator va ajunge la aproximativ 1670 de kilometri pe oră, scăzând treptat pe măsură ce se apropie de poli, unde se duce lin la zero.

Este imposibil de detectat cu ochiul liber rotația efectuată de Pământ cu o viteză atât de gigantică, deoarece toate obiectele din jur se mișcă împreună cu oamenii. Toate planetele sistem solar face mișcări similare. De exemplu, Venus are o viteză de mișcare mult mai mică, motiv pentru care zilele sale diferă de cele de pe Pământ de peste două sute patruzeci și trei de ori.

Cele mai rapide planete cunoscute astăzi sunt considerate a fi Jupiter și planeta Saturn, completându-și rotația completă în jurul axei lor în zece, respectiv zece ore și jumătate.

Trebuie remarcat faptul că rotația Pământului în jurul axei sale este un fapt extrem de interesant și necunoscut, care necesită un studiu mai atent de către oamenii de știință din întreaga lume.