Вращение земли вокруг солнца — период и скорость обращения, географические следствия

Как рассчитать темп земного движения вокруг Солнца

Для этого необходимо радиус орбиты или расстояние до Солнца (≈150 млн км) умножить на 2π (23,14=6,28), что составляет 942 млн км. Все это разделим на время, затраченное на этот промежуток (365 дней 24 часа*3600 секунд=31 536 000 секунд). В итоге получаем 29,87 км в секунду.

Принято считать, что средняя скорость Земли по орбите (по окружности Солнца) равна 30 км/сек.

По данным учёных, скорость вращения Земли вокруг своей оси постепенно уменьшается. Причем наблюдаются пятилетние циклы то ускорения, то замедления движения планеты. Но объяснить по какой причине происходят такие изменения пока не получается. Поэтому за движением нашей планеты ведётся постоянное наблюдение и мониторинг. Возможно, отыщется какая-либо взаимосвязь данного явления.

Какая орбита Земли

Как известно сейчас, Земля вращается вокруг Солнца по определённой траектории. Что она собой представляет?

Иоганн Кеплер определил, что планеты движутся по эллиптической линии. В том числе и наша Земля. Хотя ранее астрономы считали, что эта линия является окружностью.

Так вот, эллиптическая орбита похожа на сплюснутый круг. Вдобавок у неё выделяют эксцентриситет. По нему определяют насколько форма подобна окружности. Значение эксцентриситета может варьироваться от 0 до 1. Где 0 это идеальный круг со звездой в центре, а 1 сильно сплюснутый шар.

Данный параметр нашей планеты составляет 0,0167. Другими словами, орбита Земли очень похожа на вытянутую окружность.

Орбита Земли

Помимо этого, в орбитальной характеристике важным моментом является то, насколько далеко тело располагается от своего главного светила. Для этого существуют специальные точки орбиты астрономического объекта:

• апоцентр — точка, где тело как дальше находится от своего светила;
• перицентр — самая ближняя точка к центральному светилу.

Земная ось и ее наклон

Ось вращения Земли имеет наклон на 23,44° к плоскости орбиты. Именно он и обусловливает циклическую .

Не существует факторов, которые могли бы повлиять на величину наклона оси планеты к плоскости орбиты. Однако гравитация Солнца и оборот вокруг Земли ее естественного спутника, Луны, вызывает прецессию оси. При этом она изменяет свое направление в пространстве. Она описывает конус с периодом примерно 24 тыс. лет.

Сейчас северный полюс «смотрит» на альфу Малой Медведицы. Спустя 12 тыс. лет он направится на звезду Вега. Еще через 12 тыс. лет он снова переместится на прежнее место.

Осевое вращение Земли

Полный виток Земля делает в течение звездных суток – 23 ч. 26 мин. 4 сек. Этот период меньше средних солнечных суток на 3 минуты и 56 секунд.

Линейная скорость осевого вращения Земли возле экватора – более 465 м/с. По мере удаления на север она постепенно замедляется и на широте 60° составляет уже 232,5 м/с.

На полюсах линейная скорость вращения равна нулю. В любой другой точке угловая скорость одинакова и равняется 15°.

С помощью маятника Фуко в середине 19 века удалось экспериментально доказать земное вращение. Также из-за обращения планеты и связанной с ним силы Кориолиса снаряды, которые выстреливаются в горизонтальном направлении, отклоняются в северном полушарии вправо.

Каждые сто лет сутки увеличиваются приблизительно на 0,001 секунды. В прошлом Земля изменяла темп вращения. Недавно ученые обнаружили, что существуют циклы ускорения и замедления вращения нашей планеты с периодом 5 лет.

Гипотеза об инертном вращении

Эта гипотеза говорит, что в прошлом Земля, достаточно интенсивно вращаясь, обрела «запас движения» и сейчас вращается по инерции. Слабость ее в том, что она не объясняет колебания скорости вращения в прошлом.

Теория о магнитных полях

Если соединять два магнита с одноименными полюсами, то они будут отталкиваться. Из этого походит теория магнитных полей. Раз у земных полюсов один и тот же заряд, они будут стремиться оттолкнуться в разные стороны. Этим и объясняется вращение планеты.

Еще одна гипотеза предполагает, что земная магнитосфера заставляет внутреннее ядро двигаться в направлении с запада на восток. Из-за действия этой силы и вращается планета.

Почему люди не чувствуют движения Земли

Мы не можем ощущать, как Земля вращается вокруг своей оси, потому что сами движемся с ней с одинаковой скоростью. Относительно нас все объекты остаются неподвижными.

Почему Земля не падает на Солнце?

«Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории», — сказал Александр Перхняк.

Директор Института астрономии РАН: Земля полностью не защищена Подробнее

Земная ось — это воображаемая прямая, проходящая через центр Земли от Северного до Южного полюса. Земля крутится вокруг собственной оси.

Земная орбита — траектория движения Земли вокруг Солнца.

***Экватор — воображаемая линия, которая делит Землю на Северное и Южное полушария.

Чередование времён года

Итак, Земля делает оборот вокруг Солнца, за сколько это происходит? Ответ уже был дан. Полное количество дней – 365. При этом наша планета, как уже отмечалось, направляется на восток. Во время этого странствия космический объект сохраняет один и тот же угол наклона. Поэтому в рамках определённой орбитальной области он постоянно обращён конкретной стороной. Этот отрезок времени человечеством воспринимается как лето. На той стороне, которая «отвёрнута» от нашей звезды, наоборот – будет царить зима. Такое циклическое движение как раз и обеспечивает смену сезонов.

Итак, Земля совершает один оборот вокруг Солнца за год, за который проходит зима, весна, лето и осень. Дважды в этот отрезок времени оба полушария имеют идентичное сезонное состояние. Ведь наша планета поворачивается к звезде так, что она освещается равномерно по всей поверхности. Случается, это в осеннее и весеннее время – в дни равноденствия.

Среднее расстояние от Земли до Солнца

Форма и размеры Земли

Традиционно принято считать, что Земля имеет форму шара. Однако это не совсем так.

Первые исследователи считали, что Земля плоская и представляет собой диск, плавающий на поверхности воды. Их взгляды кардинально изменил Аристотель, который не просто предположил, что наша планета круглая, но и доказал это. Сегодня для простоты Землю также называют шаром. Однако не секрет, что из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы наша планета не может иметь абсолютно шарообразную форму.

Параметры Земли

• Масса — 5,97 х 1024 кг.
• Объем — 108,3 х 1010 км3.
• Длина экватора — 40 075,7 км.
• Длина меридиана — 40 008,5 км.
• Экваториальный радиус — 6378,2 км.
• Полярный радиус — 6356,8 км.

Соотношение размеров Солнца, Земли и других планет Солнечной системы

Земля — эллипсоид?

Первоначально предполагалось, что Земля имеет форму эллипсоида — она несимметрична и сплюснута у полюсов. Подтверждением этому служит тот факт, что экваториальный радиус на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус). Кроме того, более точные измерения показали, что расстояние от экватора до Северного полюса меньше, чем до Южного.

Наглядная разница между шаром и эллипсоидом

А может, все-таки геоид?

Эллипсоид (как и шар) — идеальная форма, которую в действительности Земля не может иметь. Данная форма удобна для проведения математических расчетов, поэтому часто используется. Реальная же форма Земли далека от эталона. Она определяется неровностями рельефа материков и океанического дна, такими как впадины и возвышенности, и называется геоидом (что в переводе с греческого языка означает «землеподобный»).

Модель Земли

Сравнение поверхностей. Геоид — форма Земли, полученная мысленным продолжением поверхности Мирового океана под континентами

Особенности траектории

Как уже отмечалось, то, с какой скоростью Земля обращается по орбите, связано с характеристиками последней. Траектория движения планеты отличается от идеальной окружности, она слегка вытянута. В результате Земля то приближается к светилу, то удаляется от него. Когда планету и Солнце разделяет минимальное расстояние, такое положение называется перигелием. Максимальное удаление соответствует афелию. Первое приходится на 3 января, второе — на 5 июля. И для каждой из этих точек вопрос: «С какой скоростью вращается Земля по орбите?» — имеет свой ответ. Для афелия это 29,27 км/с, для перигелия — 30,27 км/с.

Зодиак

В своём годовом движении среди звёзд Солнце описывает на небесной сфере полную окружность – эклиптику. Перемещаясь по эклиптике, Солнце последовательно переходит из одного созвездия в другое, таких созвездий 13, они образуют так называемый пояс зодиака и называются зодиакальными. «Зодиак» – имеющий тот же корень, что нынешний «зоопарк»; по-русски его переводят как «круг животных». Большинство из зодиакальных созвездий действительно носят названия животных, остальным народная фантазия дала символические названия.

Знаки зодиака

1. В марте Солнце находится в созвездии Рыб. Все звёзды этого созвездия слабые, не ярче 3-й звёздной величины. В созвездии рыб расположена точка весеннего равноденствия, в которой Солнце переходит из Южного полушария в Северное.
2. В апреле Солнце вступает в созвездие Овна (Овен – вышедшее из употребления слово, соответствующее мужскому роду от слова «овца»). Около 2 тыс. лет назад в этом созвездии находилась точка весеннего равноденствия. Сейчас, вследствие прецессии, она сместилась в созвездие Рыб.
3. В мае – Солнце в созвездии Тельца. В этом созвездии около сотни звёзд, видимых невооружённым глазом. Наиболее яркая – Альдебаран – красный гигант. В 1054 году в созвездии Тельца произошла вспышка сверхновой звезды. В настоящее время на месте этой вспышки находится возникшая Крабовидная туманность.
4. В июне Солнце приходит в созвездие Близнецов. Наиболее яркие звёзды этого созвездия – Поллукс и Кастор. В этом созвездии расположена точка летнего солнцестояния.
5. В июле – Солнце в созвездии Рака. В этом созвездии нет ни одной яркой звезды.
6. В двадцатых числах августа Солнце вступает в созвездие Льва. В нём несколько десятков звёзд. Наиболее яркие – Регул и Денебола.
7. В сентябре дневное светило – в созвездии Девы. Наиболее яркая звезда этого созвездия – Спика. В созвездии Девы был обнаружен один из первых квазаров. В нём расположена точка осеннего равноденствия.
8. В октябре Солнце проходит созвездие Весов – небольшое созвездие, в котором невооружённым глазом видны всего три звезды.
9. В ноябре Солнце – в созвездии Скорпиона. Самая яркая звезда этого созвездия – красноватый Анторес. Интересна звезда Дзета Скорпиона – её светимость превосходит светимость Солнца в 400 000 раз.
10. В ноябре же Солнце движется по созвездию Стрельца. В направлении этого созвездия находится центр нашей галактики.
11. В ноябре-декабре – светило проходит в области созвездия Змееносец (в астрологии он не учитывается, но видимый путь Солнца проходит и по нему).
12. В январе – Солнце в созвездии Козерога, не содержащем ярких звёзд.
13. В феврале Солнце в созвездии Водолея.

Ещё в древности все зодиакальные созвездия получили символические обозначения, которые употребляются до нашего времени. Символа нет только у созвездия Змееносец.

Вписываемся в повороты: учитываем радиус и наклон

Если вам приходилось ехать на автомобиле или велосипеде или даже бежать трусцой, то наверняка вы заметили, что в крутой поворот проще вписаться, если поверхность дороги немного наклонена внутрь поворота. Из опыта известно, что чем больше наклон, тем проще вписаться в поворот. Это объясняется тем, что в таком случае на вас действует меньшая центростремительная сила. Центростремительная сила обеспечивается силой трения о поверхность дороги. Если поверхность дороги покрыта льдом, то сила трения становится меньше и потому часто не удается вписаться в поворот на обледеневшей дороге на большой скорости.

Представьте, что автомобилю с массой 1000 кг нужно вписаться в поворот с радиусом Юм, а коэффициент трения покоя (подробнее о нем см. главу6) равен 0,8. (Здесь используется коэффициент трения покоя, поскольку предполагается, что шины по поверхности дороги.) Какую максимальную скорость может развить этот автомобиль без риска не вписаться в поворот. Итак, сила трения покоя шин о поверхность дороги ​\( F_{трение\,покоя} \)​ должна обеспечивать центростремительную силу:

где ​\( m \)​ — это масса автомобиля, ​\( v \)​ — его скорость, ​\( r \)​ — радиус, ​\( \mu_п \)​ — коэффициент трения покоя, a ​\( g \)​ = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения под действием силы гравитации. Отсюда легко находим скорость:

(Обратите внимание, что максимальная безопасная скорость прохождения поворота не зависит от массы автомобиля. — Примеч

ред.)

Это выражение выглядит очень просто, а после подстановки в него численных значений получим:

Итак, максимальная скорость безопасного проезда при таком повороте равна 8,9 м/с. Пересчитаем в единицы “км/ч”, в которых скорость указана на спидометре, и сравним. Получается, что 8,9 м/с = 32 км/ч, а на спидометре всего 29 км/ч. Прекрасно, но далеко не все водители умеют так быстро рассчитывать безопасную скорость прохождения поворотов. Поэтому конструкторы дорог часто строят повороты с наклоном внутрь, чтобы обеспечить центростремительное ускорение не только за счет силы трения, но и за счет горизонтальной компоненты силы гравитации.

На рис. 7.3 показан пример поворота дороги с некоторым наклоном под углом ​\( \theta \)​ к горизонтали. Предположим, что конструкторы решили полностью обеспечить центростремительное ускорение только за счет горизонтальной компоненты силы гравитации (т.е. без учета силы трения) ​\( F_н\sin\theta \)​, где ​\( F_н \)​ — это нормальная сила (подробнее о ней см. в главе 6). Тогда:

В вертикальном направлении на автомобиль действует сила гравитации ​\( mg \)​, которая уравновешивается вертикальной компонентой нормальной силы \( F_н\cos\theta \):

или, иначе выражая это соотношение, получим:

Подставляя это выражение в прежнее соотношение между центростремительной силой и нормальной силой, получим:

Поскольку ​\( \sin\theta/\!\cos\theta=tg\,\theta \)​ в то

Отсюда легко получаем, что угол наклона поворота дороги ​\( \theta \)​ равен:

Именно это уравнение используют инженеры при проектировании дорог

Обратите внимание, что масса автомобиля не влияет на величину угла, при котором центростремительная сила полностью обеспечивается только горизонтальной компонентой нормальной силы. Попробуем теперь определить величину угла наклона поворота с радиусом 200 м для автомобиля, движущегося со скоростью 100 км/ч или 27,8 м/с:

Для обеспечения безопасного движения автомобиля со скоростью 100 км/ч в повороте с радиусом 200 м без учета силы трения, инженеры должны создать наклон около 22°. Отлично, из вас может получиться неплохой инженер-конструктор автомагистралей!

История учебы

Гелиоцентрическая солнечная система

Гелиоцентризм (нижняя панель) по сравнению с геоцентрической моделью (верхняя панель), не в масштабе

Гелиоцентризм это научная модель, которая впервые поместила Солнце в центр Солнечная система и вывести планеты, включая Землю, на свою орбиту. Исторически гелиоцентризм противопоставляется геоцентризм, который поместил Землю в центр. Аристарх Самосский гелиоцентрическая модель была предложена уже в третьем веке до нашей эры. В шестнадцатом веке Николай Коперник’ De Revolutionibus представил полное обсуждение гелиоцентрическая модель Вселенной во многом так же, как Птолемей представил свою геоцентрическую модель во втором веке. Этот «Коперниканская революция»решена проблема планетарного ретроградное движение утверждая, что такое движение было только воспринимаемым и очевидным. «Хотя новаторская книга Коперника … была веком ранее, Джоан Блау был первым картографом, включившим свою революционную гелиоцентрическую теорию в карту мира ».

Основные параметры Земли

1. Диаметр по экватору – 12756 км, по полюсам – 12713 км.
2. Средний радиус – 6371 км. На таком расстоянии от поверхности находится центр ядра. Экваториальный радиус Земли – 6378 км. Расстояние к центру Земли на полюсах – 6356,5 км.
3. Окружность Земли по экватору – 40075 км, а по полюсам – 40008 км.
4. Удаление от Солнца в километрах – приблизительно 150 миллионов. Оно наиболее подходяще для формирования и поддержания жизни. Если бы орбита Земли была ближе или дальше всего на несколько миллионов километров, условия для эволюции жизни были бы намного хуже.
5. Время, за которое Земля совершает один оборот – 365 дней 5 часов 48 минут и 46 секунд. В течение 23 часов 46 минут и 4 секунды она совершает оборот вокруг своей оси. Каждые 100 лет эта скорость уменьшается на 0,017 секунд. 140 млн. лет потребуется для того, чтобы длительность суток увеличилась на час.
6. Ось вращения планеты наклонена к плоскости орбиты под углом немногим больше 23 градусов. Это обусловливает сезонность климатических условий и четкую . Если бы ось вращения была наклонена на несколько градусов меньше или больше – на Земле создались бы менее благоприятные климатические условия, на больше части поверхности образовались бы ледники.
7. Средняя температура на Земле – примерно 15 °C.
8. Вода занимает примерно 71% всей площади. Ее масса – 1460 миллионов миллиардов тонн. Атмосфера весит в 275 раз меньше. Ее масса – немногим больше 5 квадриллионов тонн.
9. В атмосфере 21 % кислорода. Основную массу занимает азот – биологически инертный газ, его в составе атмосферы 78%.
10. Масса Земли – примерно 6*1024 килограмма.
11. Объем планеты – 1,08*1012 км3.
12. Площадь земного шара – 510 млн км2.
13. Плотность – 5,5 г/см3.
14. Наиболее близкое к нам небесное тело – Луна. Ее среднее расстояние от Земли – примерно 384 тыс. км.

Общие характеристики рассматриваемого объекта

Длина орбиты Земли вокруг Солнца превышает отметку в 930 миллионов километров. Вращение нашей планеты вокруг звёзды под названием Солнце происходит по соответствующей схеме. Ускорение при этом равняется 108 000 километров в час. Количество времени, затрачиваемого на один проход, при этом составляет 365,242199 солнечных дней. Именно по этой причине спустя каждые три года добавляется один день (т. е. в сумме их получается не 365, а 366).

Среднее расстояние от Земли до Солнца

По мере совершения прохода дистанция между нашей планетой и естественным небесным светилом подвергается изменениям. Перигелий происходит на точке в 147 098 074 километра. Средний уровень удалённости равен 149,6 миллионов километров. Наибольший показатель отстранённости (альтернативное название – афелий) наблюдается в отметке 152 097 701 километров.

Рассматривая такой интересный феномен, как орбита Земли, можно сделать вывод о его уникальных особенностях. Особенно тем, кто проживает в северном полушарии. Люди, наблюдающие за явлением из этой области, могли обнаружить, что тепло и холод не имеют сходства с параметром удалённости. Связано это с тем, что они пребывают в зависимости от наклона оси.

Третий закон Кеплера

Третий постулат о движении
небесных тел в Солнечной системе как раз касается понятий перигелия и афелия.
Если провести между ними условную линию, получится большая ось траектории обращения
планеты. Соответственно, половина этого отрезка – большая полуось.

Кеплер на основании
наблюдений вывел, что отношение полных оборотов вокруг центральной звезды для двух
любых планет системы, возведенных в квадрат, всегда равняется отношению больших
полуосей орбитальных путей этих тел, возведенных в куб.

Трудность в
доказательстве и принятии трех законов состояла в том, что он вывел их
эмпирически. Но в конце 17 века Ньютоном был открыта классическая теория
тяготения. Он и помог установить правильность суждений немецкого астронома и
описал движение планет по эллипсу вокруг Солнца. Ньютон установил, что кроме
массы объекта и его удаления от звезды никакие другие свойства не влияют на
гравитационное притяжение.

Также Ньютон внес
корректировки и в третий постулат Кеплера. Он открыл, что для соблюдения
соотношения необходимо учитывать массу космического объекта. Данная трактовка
третьего закона помогает установить массу планеты или спутника, зная величину
его орбиты и период обращения.

Законы Иоганна Кеплера
помогли установить форму планетарной траектории, вычислить период обращения
планет, их скорость и ее изменения по мере приближения и удаления от Солнца. Ученый
вывел Землю из ранга особенных астрономических объектов системы и установил,
что она подчиняется всем трем законом, как и любая другая планета нашей
звездной системы.

Движение Земли

Сквозь бескрайние просторы Вселенной, среди бесчисленного множества звезд мчится планета, которую мы называем своим домом, — Земля. Нам она кажется необъятным миром, но это лишь иллюзия. В суматохе дней мы редко всматриваемся в небо и не осознаем, что в необозримой пустоте космоса наша планета не более чем песчинка, на которой возникло чудо жизни.

Земля — космическое тело, а мы — космонавты, совершающие длительный полет вокруг Солнца и бороздящие, не думая о том, просторы Вселенной. На протяжении веков люди пытались выяснить, что из себя представляет этот «космический корабль», пассажирами которого они стали. Какой он формы, с какой скоростью мчится? Благодаря человеческому любопытству, упорству исследователей, а затем и научно-техническому прогрессу сегодня почти на все вопросы о Земле у нас есть точные ответы.

Земля, как и другие планеты солнечной системы, находится в постоянном движении. Движение — это жизнь. Данное утверждение справедливо не только для человека, но и для нашей планеты. Каждую секунду мы перемещаемся в космическом пространстве со скоростью около 30 км/с, совершая не одно, а несколько типов движения.

Два основных типа движения Земли и их следствия: а) осевое вращение; б) орбитальное вращение.

Осевое вращение

Первое и наиболее ощутимое для нас — движение Земли вокруг своей оси. День сменяет ночь, а ночь сменяет день, обеспечивая бесконечное течение времени. Наверное, каждый человек хотя бы раз в жизни хотел, чтобы в сутках было больше чем 24 ч, ведь их не всегда хватает на запланированные дела. Оказывается, времени и того меньше! Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4,1 с.

Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток

Движение Земли вокруг своей оси во многом напоминает запущенный волчок, ось которого при постепенном замедлении начинает описывать в пространстве конусы. Перемещаясь в космическом пространстве, подобные действия совершает и земная ось, что с течением времени неизбежно приводит к изменению координат светил на звездном небе. Полный цикл земной прецессии составляет около 25 800 лет.

Орбитальное вращение

Второй тип движения — вращение вокруг Солнца. Его наша планета совершает не по строго круговой орбите, а по слегка вытянутой в форме эллипса. Самая близкая к нашему светилу точка земного пути называется перигелием, а самая дальняя — афелием. В афелии мы находимся в июле, а в перигелии — в январе. Земля парит в пространстве не строго перпендикулярно своей орбите, а под наклоном, равным 23,5°. Наклон земной оси и орбитальное вращение обеспечивают неравномерный нагрев поверхности планеты в течение года, из-за чего происходит смена времен года.

Если рассматривать движения Земли в космических масштабах, то можно заметить, что в этих периодах нет круглых чисел, к которым мы привыкли. Например, звездный год — точное время оборота Земли вокруг Солнца — составляет 365 сут. и 6 ч. Лишние шесть часов мы отбрасываем в течение трех лет. Впоследствии они накапливаются и добавляются к каждому четвертому году, который называется високосным.

Схема движения Земли вокруг Солнца

Орбитальная плоскость

Орбиты всех планет воспринимают плоские фигуры, а не объемные, потому что они полностью пролегают в одной плоскости. Эта орбитальная плоскость называется эклиптика. Таким образом движется не только Земля, но и все остальные планеты Солнечной системы.

Земная ось вращения расположена не перпендикулярно эклиптике, как может показаться на первый взгляд. На самом деле она наклонена, причем под довольно большим углом – 230 градусов. Поэтому разные полушария планеты разогреты по-разному – на южном теплее, чем на севере. Из-за этого наклона оси вращения происходит и смена пор года.

Перигелий и афелий Земли

Орбита Земли может не всегда быть такой, как сейчас. Несмотря на том, что планета может двигаться вокруг звезды на протяжении всей своей жизни, ее движение не всегда должно быть одинаковым. Изучения орбиты нашей планеты продолжаются, и ученые предполагают, что она может изменить свое движение в будущем.

Для подробного изучения этого вопроса сейчас активно используют компьютерные модели, которые показывают сразу несколько вариантов развития Солнечной системы в будущем. Какой из них настанет, знает только время.

Скорость вращения Земли

Правда, земная скорость — вещь относительна. Так как для её расчёта нужна определённая точка отсчёта. Например, для того, чтобы вычислить с какой скоростью движется Земля вокруг своей оси, такой точкой является центр планеты.

Однако, говоря о подобном параметре земельного кружения, важно знать, что скорость разделяют на угловую и линейную

Угловая скорость

Это величина, которая равна отношению угла тела к отрезку времени, затраченному на этот поворот. Можно сказать, что это быстрота изменения угла тела за промежуток времени. Выражается она в радианах в секунду, и для всех точек имеет постоянное значение.

Как выяснилось, на полный оборот нашей планеты вокруг своей оси требуется 23 часа 56 минут 4,09053 секунды. Проще говоря, одни звездные сутки.

Формула угловой скорости: отношение изменения угла за время.

Формула угловой скорости

Так как земной оборот равен 360 градусов или 2π (2*3,14=6,28), а время этого оборота в секундах 86344, то угловая скорость вращения Земли вокруг своей оси приблизительно равна 7,26851851851-5с-1.

Линейная скорость

Такую характеристику применяют для того, чтобы выразить темп движения по окружности. Как известно, при круговом вращении тела его разные точки имеют разные скорости. Хотя угловая величина перемещения для них остаётся неизменной.

Формула линейной скорости

А это значит, что скорость вращения Земли равна примерно 465 м/сек. То есть расчет производится путём деления окружности на время, затраченное на весь оборот.

Однако скорость движения Земли изменяется, потому как её окружность также меняется относительно широты. Ведь радиус планеты уменьшается к полюсам. Соответственно, на разных широтах разный темп вращения. Другими словами, где меньший радиус медленнее и скорость. К примеру, на полюсах она почти нулевая, а на экваторе составляет 1674 км/час.

Для того, чтобы рассчитать скорость вращения Земли на другой широте, необходимо косинус выбранной широты умножить на экваторную скорость. Например, быстроту движения планеты на широте 30 градусов мы вычислим, если косинус 30 градусов, который равен 0,866, умножим на 1674. Таким образом, получаем 1449,7 км/час.

Измерение окружности Земли в древние времена

О длине этой величины было известно еще в Древней Греции. Необходимые расчеты были сделаны древнегреческим математиком, астрономом, географом Эратосфеном. Ему было известно о том, что в день солнцестояния 21 июня в Сиене, находящейся за полтысячи миль от Александрии, в полдень освещалось дно колодцев, а от предметов не обнаруживалась тень. Выходит, Солнце в этом участке планеты было в зените. В Александрии ничего подобного не происходило.

В полдень летнего солнцестояния ученый измерил тень от городского обелиска (ему была известна его высота). Так было установлено, что Александрию и Сиену отделяет 7 градусов широты.

Астроном делал вычисления дальше. 7° – это примерно одна пятидесятая часть окружности, равняющейся 360°. Умножив расстояние от Сиены до Александрии на 50, у математика получилось число 25000. Стольким милям равнялась окружность Земли.

Измерение длины окружности Земли Эратосфеном

Длина окружности Земли, рассчитанная Эратосфеном, немного меньше фактической. Это объясняется не примитивностью расчетов: этот способ узнать окружность Земли достаточно точный. Во времена жизни Эратосфена никто не знал точной дистанции между этими населенными пунктами

Также ученый не принял во внимание то, что оба города расположены на двух разных меридианах

В средние века упоминания о подобных исследованиях были запрещены церковью. Только в 16 веке кругосветное путешествие Ф. Магеллана позволило убедиться, что планета действительно имеет округлую форму, и что окружность ее действительно равна 40 тыс. км.

Эллиптическая форма

Орбита Земли не является идеальным кругом. Наоборот, «мы» вращаемся вокруг нашего небесного светила по эллипсу, который имеет умеренную вытянутость. Впервые данная закономерность была прописана Иоганном Кеплером. Он обнаружил, что есть определённая схема движения планеты и стал заниматься её изучением. По итогу оказалось, что она отличается эллиптической формой.

Наряду с этим учёный успел произвести замеры орбиты Марса и Земли и впоследствии понял, что они поочерёдно – то тормозили, то наоборот – набирали ускорение. Всё это имело совпадение с параметрами перигелия и афелия. Поэтому расстояние от светила определяется орбитальной скоростью.

Чтобы дать характеристику природе эллиптических траекторий движения планет, учёные со всего мира стали использовать такое понятие, как эксцентриситет. В рассматриваемом случае он составляет от 0 до 1. Если параметр имеет приближённость к отметке 0, речь идёт о круге. Если он идёт к 1, это вытянутый эллипс.

Времена года