Орбита Земли — путь, по которому движется планета
Под этим понятием понимают определённую траекторию движения планеты. Как известно, орбита Земли сосредоточена вокруг Солнца. Причём на сегодняшний день установлено среднее расстояние, на котором происходит движение нашей планеты от главного светила. Оно приравнивается к 149,6 млн км.
Открытие орбиты Земли
Если вспомнить, в древности придерживались геоцентрической модели Вселенной . Напомним, её суть сводилась к тому, что Земля является центром всего. А вокруг неё, в свою очередь, происходит движение всех небесных тел.
Однако затем на смену такого мировоззрения пришла гелиоцентрическая картина мира. По ней Солнце выступает центром и вокруг него происходит обращение космических тел.
Более того, гелиоцентризм описывал движение планет солнечной системы. Вдобавок их орбиты считали круглыми. Но наблюдения показывали другое. Таким образом, для орбитальных определений учёные стали применять формы сферы.
Стоит отметить, что над моделью Вселенной работали многие выдающиеся учёные. К примеру, Птолемей, Платон, Аристотель. Кроме того, большой вклад в эту тему внёс Николай Коперник. Он же способствовал развитию теории гелиоцентризма. Благодаря чему началось изучение орбиты Земли.
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.
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.
Особенности земной орбиты
С другой стороны, система Земля характеризуется афелием (точка удаления) и перигелием (точка приближения). В первом случае, дистанция до Солнца равна 152 млн км, а во втором 147 млн км. Однако за среднее расстояние принято считать 149,6 млн км.
Собственно говоря, если круговая орбита Земли даже немного изменяется, то это значительно влияет на жизнь планеты. Так как орбитальное положение поддерживает определённую температуру на ней.
Между прочим, средний радиус земной орбиты (150 млн км) принято считать за одну астрономическую единицу. То есть этой мерой измеряют расстояние в космосе.
Сейчас установили, что вращение Земли вокруг главной звезды происходит с ускорением 108000 км в час. Таким образом, для полного оборота планете необходимо 365 дней. Если точнее, то 365, 242199 суток. Поэтому каждые четыре года к нашему календарю добавляется еще один день.
Как уже отмечалось, на нашу орбиту в значительной мере оказывает влияние наклон оси планеты. Отсюда возникает сезонность погоды. Проще говоря, времена года. Именно вращение земной оси приводит к солнцестоянию и равноденствию.
Орбитальная плоскость
Интересно, что под орбитами всех космических тел понимают плоские фигуры. Потому как все точки их движения лежат на одной плоскости. Кстати, плоскость орбиты Земли называют эклиптикой. Более того, аналогичным образом расположены траектории движения всех планет Солнечной системы.
Ось вращения нашей планеты наклонена под углом 230 по отношению к эклиптике. По этой причине наблюдается разный нагрев земных полушарий. Собственно, поэтому происходят разные погодные условия по сезонам.
Жить на Земле, возможно, дороговато, зато вы получаете ежегодный бесплатный круиз вокруг Солнца.
Эшли Бриллиант
Изучение и исследование Земли продолжается и сейчас. Вероятно, потому что наша планета находится в постоянном движении. Однако перемещение не может быть всё время одинаковым.
Интересно, что по законам Кеплера небесные тела могут всю свою жизнь совершать обороты вокруг главной звезды. Но в их линии движения возможны отклонения. Поэтому учёные выдвигают варианты, когда и как планеты могут сойти со своей привычной орбиты.
На сегодняшний день для такого прогнозирования применяют компьютерное моделирование. В результате получается не одно возможное будущее нашей Солнечной системы. В любом случае, что будет нам покажет время.
Источник
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
Движение Земли: Freepick
Движение Земли вокруг Солнца непрерывно. Благодаря этому постоянному вращению наблюдаем, как меняются на нашей планете времена года. Облетая вокруг небесного светила, Земля еще успевает совершать движение вокруг оси — так сменяются день и ночь. Почему не ощущаем этого движения и как все это происходит? Попробуем отыскать ответы.
Движение Земли вокруг Солнца
Ученые древности сформулировали идею геоцентричности мира. Считалось, что наша планета — недвижимый центр, а все небесные тела совершают вращение вокруг нее.
Первым мысль о том, что Земля вращается вокруг Солнца, высказал великий астроном Аристарх Самосский в III веке до н. э. Он предложил революционную на тот момент гелиоцентрическую систему мира.
Идею поддержали вавилонянин Селевк (II век до н. э.), Гераклид Понтийский, Сенека. Но все же эти ученые оставались в меньшинстве. Так, Аристотель и Птолемей активно доказывали обратное, а в их работах можно прочесть много аргументов в пользу того, что никакого движения Земли не происходит.
Закон Паскаля простыми словами: суть и значимость
Вопросом продолжили заниматься средневековые авторы. Вновь гипотеза о вращении Земли была сформулирована великим индийским астрономом и математиком Ариабхатой (конец V — начало VI вв.).
Поворотным моментом в этой дискуссии стала публикация фундаментального труда «О вращениях небесных сфер», который написал и издал в 1543 году польский и немецкий астроном Николай Коперник. Ему удалось обосновать гипотезу вращения Земли и добиться того, чтобы гелиоцентрическая система мира была рассмотрена и принята человечеством.
Понадобилось еще много экспериментов для подтверждения выводов ученого. Много было скептиков и противников этой идеи.
Только когда Галилей вывел принцип относительности движения, споры начали утихать. Он установил, что равномерное движение Земли не сказывается на процессах, которые на ней протекают. Ученый объяснил, почему мы, жители планеты, ничего не ощущаем во время ее постоянного движения.
Пифагор: биография, открытия, цитаты
Земля в Космосе: Freepick
Для современного человека то, что Земля вращается вокруг Солнца, не сенсация. Исследователи установили такие подробности этого процесса:
- Это движение происходит по особенной орбите (траектории движения), длина которой составляет примерно 930 млн км.
- Скорость движения Земли по орбите равна около 30 км/c, то есть 107 218 км/ч.
- Вращение нашей планеты происходит в направлении востока.
- Земля во время этого вращения сохраняет расстояние от светила в 150 млн км.
- Для одного полного оборота Земле необходимо 365 суток и 6 часов. Промежуток времени, в течение которого происходит это вращение, называем годом.
- За каждые четыре года набираются еще одни сутки. Поэтому через три года на календаре появляется февраль, в котором 29 дней.
Коридор затмений 2021: чего ожидать и опасаться
Когда наша планета совершает это вращение, то ее угол наклона остается неизменным. По этой причине на определенном отрезке траектории Земля больше поворачивается к светилу нижней частью, в Южном полушарии наступает летний сезон.
В это же время на Северный полюс солнечные лучи попадают в гораздо меньшей степени — там наступает период зимних холодов. Есть и периоды, когда Солнце более-менее равномерно бросает лучи на оба полушария. Происходит это весной и осенью.
Итак, разобрались, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца, и в том, что такое орбита Земли. Но на этом особенности движения Земли не заканчиваются.
Движение Земли вокруг своей оси
Если между Северным и Южным полюсами нашей планеты провести воображаемую линию, то получится так называемая земная ось. Вокруг нее постоянно происходит вращение, о котором известно:
Парад планет: что это, чего ожидать от явления
- Земная ось — это не перпендикулярная линия. Она расположена под углом 23,5° по отношению к орбите планеты.
- Вращение вокруг оси осуществляется, как и по орбите, в восточном направлении. Если рассматривать нашу планету сверху в сторону Северного полюса, то вращение оценивается как такое, которое происходит против стрелки часов.
- По мере этого вращения день сменяется ночью.
- Скорость вращения Земли рядом с экватором (разделительная линия, равноудаленная от обоих полюсов, которая проходит по всей окружности планеты) составляет 465 м/с (1 674 км/ч). По мере удаления от экватора скорость такого движения уменьшается.
Последний факт мало известен, но вызывает интерес. Наглядно его можно продемонстрировать так:
- Рядом с экватором расположен город Кито. Люди, которые в нем живут, незаметно для себя постоянно двигаются вместе с планетой на скорости 465 м/с.
- Жители Москвы, которые живут севернее линии экватора, вращаются практически в два раза медленнее. Их скорость примерно равна 260 м/с.
Ретроградный Меркурий: что о нем надо знать
Земля и Солнце в Космосе: Freepick
Этого вращательного движения люди не ощущают, так как оно осуществляется постоянно и равномерно. При этом еще и меняется. Ученые установили, что каждый год происходит замедление вращения в среднем на четыре миллисекунды.
Объясняют это явление притяжением Луны, которое оказывает воздействие на протекание приливов и отливов на планете. Когда они происходят, Луна старается притянуть к себе воду и двигает ее в направлении, которое противоположно ходу Земли.
Это своеобразное противодействие провоцирует возникновение незначительной силы трения на дне водоемов. По законам физики данный процесс приводит к небольшому замедлению скорости движения Земли.
Крайние точки в процессе вращения нашей планеты — это такие даты:
- Зимнее солнцестояние (21 декабря). В области Южного полярного круга в этот день ночь не наступает. Северный полярный круг, наоборот, оказывается на сутки под покровом ночи.
- Летнее солнцестояние (21 июня). На этот раз все происходит с точностью наоборот: Южный полярный круг на сутки пленяет ночь, а на Северном день продолжается все 24 часа.
- В дни весенних (20 марта) и осенних равноденствий (22 или 23 сентября в зависимости от года) ближе всего к Солнцу располагается экватор, а день с ночью равны по продолжительности в обоих полушариях.
Есть ли жизнь на Марсе: пояснения, теории
Почему же Земля не улетает в космические просторы и не падает на Солнце, если она постоянно находится в движении? Действительно, во время ее вращения происходит выработка центробежной силы, которая направлена на то, чтобы отбросить планету от Солнца.
Но это не происходит, потому что движение Земли всегда имеет одинаковую скорость, а безопасное расстояние до светила соотносится с центробежной силой.
Если бы Солнце не притягивало Землю, она бы отправилась «путешествовать» по Галактике. Наша планета упала бы на свою звезду, если бы скорость вращения на орбите была медленнее. Благодаря идеальному природному балансу всех этих сил и скоростей ни того, ни другого не происходит.
Существует ли судьба у человека?
Движение Земли вокруг Солнца подчиняется целому ряду законов, которые человечество разгадывало в течение веков. Люди долго пытались найти иные объяснения смене дня и ночи и времен года. Но теперь точно установлено, что наша планета вращается, а мы движемся вместе с ней.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Источник
Форма, размеры и движения Земли
Урок 3. Подготовка к ЕГЭ по географии
Конспект урока «Форма, размеры и движения Земли»
Сегодня на уроке вы узнаете о форме и размерах Земли, также разберётесь с её суточным и годовым вращением. Приступим.
Неоспоримым доказательством шарообразности Земли сегодня являются космические фотоснимки. Однако человечество не сразу пришло к такому выводу. Понятия о форме и размерах Земли формировались тысячелетиями.
Во времена античности люди были уверены, что Земля имеет форму плоского диска. Такое мнение было сформулировано на основе наблюдений горизонта – человеческий глаз действительно не может запечатлеть кривизну земной поверхности. Причиной этого является то, что наблюдатель на открытой местности может увидеть вокруг себя только незначительную часть земной поверхности (4-5 км). Поэтому на первый взгляд она нам кажется плоской.
В VI веке до нашей эры Пифагор считал, что Земля имеет круглую форму. Спустя 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая. Спустя ещё 100 лет Эратосфен сумел измерить длину земного меридиана и вычислить радиус Земли.
Однако гипотеза о сферичности Земли подтвердилась только в период Средневековья, когда первые европейские мореплаватели начали совершать путешествия по океанам.
В XVII веке Исаак Ньютон с помощью сложных вычислений установил, что форма Земли действительно близка к шарообразной, но правильным шаром наша планета не является. Она слегка приплюснута у полюсов.
С тех пор форма Земли уточнялась еще несколько раз. С большой точностью её удалось определить лишь в XX веке с помощью приборов, установленных на искусственных спутниках Земли. Сегодня точно известно, что Земля — не вполне правильный шар. Она немного сжата у полюсов и несколько вытянута к Северному полюсу. Эта фигура называется геоидом.
Геоид — выпуклая замкнутая поверхность, примерно совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой её точке. Геоид близок к эллипсоиду со сжатием 1: 298,2.
Термин для обозначения фигуры Земли был введён в 1873 году немецким физиком Иоганном Листингом. Сжатие у полюсов объясняется вращением Земли вокруг своей оси.
Известно, что планета Земля сформировалась под действием двух сил — силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Так вот о форме: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.
Если сравнивать Землю с другими планетами Солнечной системы, то окажется, что по своим размерам наша планета занимает пятое место из восьми планет.
Сколько составляет в км радиус Земли? Из курса математики вам известно, что такое радиус. Радиус Земли — это расстояние от её центра до поверхности. Поскольку Земля приплюснута у полюсов, принято указывать два её радиуса: экваториальный и полярный. Экваториальный радиус — это расстояние от центра планеты до экватора, а полярный — от центра планеты до её полюса. И эти два значения различны. Экваториальный радиус равен 6378 км, полярный — 6356 км. Разница всего 22 км. Нетрудно вычислить и средний радиус Земли. (Экваториальный радиус +полярный, делённый на 2). Он составляет 6367 км. А диаметр Земли 12 734 км.
Для того чтобы объехать Землю вокруг на скором поезде, потребуется около месяца, так как окружность Земли по экватору равна 40 075,7 км. Окружность по меридиану немногим меньше — 40 008,5 км.
Масса Земли была вычислена на основе закона всемирного тяготения в опытах Генри Кавендиша в 1798 году. Масса Земли оказалась равной 5,9*10 24 кг.
Поверхность Земли составляет приблизительно 510 млн км 2 , при этом на долю суши приходится 149 млн. км 2 , или около 29 %, так что правильнее было бы назвать нашу планету не Землёй, а Океаном.
Земля, как и другие планеты Солнечной системы, совершает два основных движения: вокруг собственной оси и вокруг Солнца. С древнейших времён именно на этих двух регулярных движениях основывались расчёты времени и способность составлять календари.
Земля вращается вокруг собственной оси с запада на восток, то есть против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса.).
Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды (округляем до 24 часов). Это и есть сутки. Суточное вращение задаёт ритм бодрствования и сна всем обитателям нашей планеты.
Вследствие вращения Земли вокруг своей оси время суток в разных точках земного шара не может быть одинаковым. Поэтому для удобства ввели часовые пояса: земную поверхность разделили меридианами на 24 пояса через каждые 15 градусов долготы. Время суток внутри одного часового пояса называется поясным. Разница во времени между поясами составляет один час. Началом отсчёта часовых поясов считается Гринвичский меридиан, проходящий через город Гринвич (в Великобритании, недалеко от Лондона).
От него счёт поясов ведётся к востоку. Другими словами, при движении в восточном направлении поясное время увеличивается, а в западном — уменьшается. Если на Гринвиче 12 часов, то в первом поясе к востоку от него 13 часов, а в первом поясе к западу — 11 часов. Началом новых суток считают 12-й часовой пояс. Таким образом, когда на Дальнем Востоке начинается новый день, в Западном полушарии ещё длится предыдущий.
Второе движение Земли — движение вокруг Солнца. Его ещё называют годовым или орбитальным.
Время, в течение которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, называется годом. Продолжительность года составляет 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд. За четыре года эти 6 часов 9 минут 10 секунд складываются в ещё одни сутки. Именно поэтому каждые четыре года в феврале (самом коротком месяце года) на 1 день больше: не 28, а 29 дней. А в самом году не 365 дней, а 366. Такой год называется високосным.
Вращение вокруг Солнца и наклон Земли определяют смену времён года. Каждый полюс попеременно «подставляется» потоку лучей. Поэтому Северное полушарие полгода принимает больше солнечного света, чем Южное. В это время здесь лето. Через полгода Земля занимает место с другой стороны орбиты — и лето наступает в Южном полушарии. А в Северном полушарии недостаток живительного солнечного тепла вызывает осень, которая затем сменяется зимой.
Орбита Земли — это не идеально круглая линия, вдоль которой Земля движется вокруг Солнца. Среднее расстояние от Земли до Солнца — приблизительно 150 миллионов километров, и это расстояние изменяется до 5 миллионов километров, формируя небольшой овал орбиты (эллипс). Ближайшая к Солнцу точка орбиты Земли называется Перигелий. Земля проходит эту точку в начале января. Наиболее удалённая от Солнца точка орбиты Земли называется Афелий. Земля проходит эту точку в начале июля.
Разберёмся с этим подробнее.
В Северном полушарии самый длинный (летний) день устанавливается 22 июня, а самый короткий (зимний) — 22 декабря. Это дни летнего и зимнего солнцестояний. Северный полюс 22 июня будет полностью освещён. Даже после полного поворота Земли вокруг своей оси. Оттого на Северном полюсе будет царить полярный день. Он длится целых шесть месяцев. Полярным днём Солнце не заходит за линию горизонта, а движется над ней. Затем день сменяет полярная ночь.
22 декабря полностью освещён Южный полюс. В Южном полушарии лето, в Северном — зима. Полярный день на Южном полюсе, на Северном — полярная ночь.
21 марта и 23 сентября в равной мере освещены оба полюса Земли. Солнце на обоих полюсах видно на самом горизонте. В эти дни продолжительность дня и ночи на нашей планете везде одинаковая. Поэтому 21 марта и 23 сентября называют днями весеннего и осеннего равноденствия.
Условные линии, за которыми начинается полярный день (или ночь), называют полярными кругами. В день летнего солнцестояния (22 июня) на Северном полярном круге солнечный диск в полночь почти касается линии горизонта, но не заходит. Здесь полярный день равен одним суткам. В этот день Солнце в полдень стоит прямо над самой головой на другой воображаемой линии. Она называется Северным тропиком. В переводе с греческого языка слово «тропикос» означает «поворотный». Солнце словно «поворачивает» от одного тропика к другому. Отсюда и название этих линий.
Полярные круги и тропики обозначили ещё в Древней Греции.
Уже тогда предположили, что между тропиками будет очень жарко, и выделили жаркий пояс Земли. Земная поверхность в этом поясе хорошо нагревается лучами. Здесь целый год тепло и перепады температуры небольшие.
За полярными кругами, где Солнце поднимается невысоко и может отсутствовать до полугода, находятся холодные пояса. Из-за низкого положения Солнца на небе поверхность Земли здесь даже летом нагревается слабо.
Между полярными кругами и тропиками расположены два умеренных пояса. В северном и южном умеренных поясах отчётливо происходит смена пор года.
Земля вращается. Значит, и все точки на её поверхности тоже вращаются? А вот и нет, не все. Проведите несложный эксперимент: карандашом проткните лист бумаги и покрутите его вокруг карандаша. Лист вращается, а карандаш нет (если крепко его держите). А значит, и точка пересечения карандаша с листом бумаги неподвижна. Зато всё вертится вокруг оси, которая условно проходит через сам карандаш и эту точку. То же самое происходит и с земным шаром.
Шар вращается, а вот точки пересечения его поверхности с осью вращения неподвижны. Эти точки называются полюсами.
На поверхности Земли есть всего две точки, которые не участвуют в осевом вращении — это полюсы, Северный и Южный. Что мы знаем про них? Северный полюс — это, по сути, замёрзший океан, окружённый континентами. В отличие от него Южный полюс — это континент, окружённый океанами.
А теперь подумайте: сколько можно провести прямых линий, соединяющих Северный и Южный полюса, которые в любой своей точке ещё находились бы на одинаковом расстоянии от них? Очевидно, что можно провести только одну такую линию. Это и есть ось вращения Земли. Земная ось наклонена. Угол наклона оси Земли по отношению к плоскости эклиптики составляет 23,5 градуса. Это хорошо воссоздано на глобусе. Только вместо воображаемой оси наклонена металлическая.
На глобусе хорошо видны очертания материков, океанов, морей, их относительное расположение и размеры. Однако все изображения географических объектов на обычном школьном глобусе очень мелкие.
Самый большой в мире вращающийся глобус под названием Эрта расположен в американском городе Ярмут, штате Мэн.
В диаметре Эрта составляет 1250 сантиметров и весит более 2500 килограммов. Глобус занесён официально в Книгу рекордов Гиннеса. Состоялось данное событие в 1999-м году.
На таком глобусе поверхность Земли изображена достаточно подробно, однако из-за своей величины он очень неудобен в обращении.
Подведём итоги урока.
Форма Земли близка к шарообразной и правильно называется «геоид», средний радиус Земли составляет 6367 км.
Суточное движение Земли — это обращение вокруг своей оси. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды. Годовое движение Земли — это обращение вокруг Солнца. Продолжительность года составляет 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд.
Источник