Определите скорость движения земли при ее вращении вокруг солнца

Как вычислить скорость вращения Земли?

Как известно, наша планета движется, и не только вокруг Солнца, но и вокруг своей оси. Вдобавок, мы знаем, что для любого движения характерна определённая скорость, которая может зависеть (как и само движение) от различных факторов. Следовательно, движение Земли также имеет скоростную характеристику.

Скорость — это векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения материальной точки за любой отрезок времени относительно величины промежутка.

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 или же, проще говоря, одни звездные сутки.
Формула угловой скорости: отношение изменения угла за время.

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.

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 какова 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.

С какой скоростью Земля движется относительно Солнца

Поскольку наша планета, как и другие планеты звездной группы, движутся вокруг Солнца, у данного движение также есть своя скоростная величина.
Собственно говоря, на полный оборот вокруг главного светила уходит 365 дней 5 часов 48 минут и 46 секунд, это если точно. Хотя мы привыкли округлять и говорить просто один год. Между прочим за каждый такой год накапливается по пять часов, так сказать, лишних. Но и им нашли место, их объединяют и каждому следующему четвертому году добавляют один день. Наверняка вы догадались, что такие года называются високосными.

На основании данных о времени полного оборота планеты вокруг Солнца, не трудно вычислить с какой быстротой она движется относительно него. Следует учитывать, что двигаемся мы по орбите, а значит определяем с какой скоростью Земля летит именно по орбите.

Как рассчитать темп земного движения вокруг Солнца

Для этого необходимо радиус орбиты или расстояние до Солнца (≈150 млн км) умножить на 2π (2 3,14=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), и 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.

Источник

Скорость вращения Земли вокруг Солнца

Скорость вращения Земли вокруг Солнца является одним из главных определяющих факторов возникновения и успешного развития жизни на нашей планете. От того с какой скоростью вращается Земля вокруг Солнца и какое место она занимает в Солнечной системе, какой стороной она повёрнута к небесному светилу зависит не только стабильность атмосферы, но и климатические условия, состояние биосферы и других важных факторов, оказывающих влияние на возможность существования жизни. С учётом этих факторов стоит разобраться в том, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца и существуют ли факторы, способные оказать влияние на этот сложный процесс.

Скорость движения Земли вокруг себя

Земля — это третья по счёту планета в Солнечной системе (СС). Кроме того, что наша планета оборачивается вокруг Солнца, она также обращается вокруг себя. Поэтому человечество с древних времён хотело выяснить не только скорость Земли вокруг Солнца, но и темп вращения нашей планеты кругом оси.
Самой высокой стремительностью вращения по оси обладают крупнейшие газовые планеты-гиганты нашей Солнечной системы: Юпитер и Сатурн. На них сутки длятся около 10 часов.

Оборот Земли вокруг оси совершается за 23 часа и 56 минут. При этом дополнительные четыре минуты требуются для возврата светила на его изначальное положение. Показатели быстроты вращения нашей планеты зависят от точки наблюдения за её движением.

Самая высокая стремительность обращения планеты фиксируется на экваторе. Здесь достигается 1670 км в час, что эквивалентно 465 метров в секунду. Такие расчёты можно будет получить, учитывая тот факт, что на экваторе окружность геоида превышает 40 тысяч километров.

С приближением к 30-й широте быстрота оборота кругом оси будет снижена до 1440 километров в час. На полюсах это значение плавно будет падать до нуля. При этом это правило одинаково работает как для Южного, так и для Северного полюса.

Движение планеты остаётся незаметным для людей по причине колоссальной массы и размеров Земли.

Важно: в случае резкого прекращения движения планеты все предметы и люди резко сорвутся с места и полетят вперёд с быстротой более 1500 км/ч.

Какое имеет значение для людей?

Укажите скорость обращения Земли вокруг Солнца, это распространённая задача на уроках астрономии в школе. Учитывая этот факт, можно прийти к выводу о том, что темп движения геоида имеет огромное значение для человечества.

К примеру, так как на экваторе планета перемещается в максимальном темпе, космические державы пытаются строить космодромы как можно ближе к экватору. Это обусловлено тем, что подобным образом можно экономить на ракетном топливе за счёт разгона ракет самой планетой. В момент старта ракеты уже будут двигаться со скоростью свыше 1600 км/ч, что облегчит задачу набора орбитальной скорости в 28 тысяч км/ч.

Скорость Земли вокруг Солнца

Время оборота вокруг Солнца

С какой скоростью Земля летит вокруг Солнца это один вопросов не только астрономии, но и физики.

Наша планета имеет скорость вращения Земли вокруг Солнца 107 тысяч км/ч или 30 км в секунду.
При этом наш космический дом совершает полный оборот вокруг нашего светила за 365 дней, 5 часов и чуть менее чем за 49 минут. За это время планета успевает пройти почти миллиард километров.

Ежегодно набегает чуть более пяти «лишних» часов. Раз в четырёхлетие они складываются между собой. Так получается високосный год, имеющий 366 дней.

Ежесекундно наша планета пролетает в космосе около 30 километров. Речь идёт о по-настоящему колоссальной скорости. Даже самые быстрые автомобили, способные преодолевать отметку 300 км/ч, перемещаются в пространстве со скоростью, которая более чем в 300 раз ниже темпа перемещения нашего геоида. Человеку сложно оценить реальные темпы обращения планеты вокруг центра СС.

Вращение вызывает силы, способные смести с поверхности все предметы. Правда, эти силы компенсируются гравитацией. Поэтому не стоит бояться вероятности оказаться в открытом космосе.
По аналогии с обращением вокруг оси, перемещение кругом центра солнечной системы постепенно замедляется. Правда, это замедление настолько незначительное, что люди его не способны заметить. Кроме того, в процессе перемещения в космическом пространстве Земли по орбите, ось на протяжении года постоянно отклоняется, что приводит к изменениям сезонов (зима/лето, весна/осень) в разных регионах.

Итоги

Ещё 500 лет назад было распространено мнение о том, что наша планета — неподвижный объект (центр), а вокруг которого вращаются остальные планеты, Солнце и звезды. Но благодаря постоянным наблюдениям и расчётам удалось доказать, что наша планета — это далеко не центр вселенной и не центр нашей системы. А также это позволило рассчитать точную быстроту движения планеты кругом светила и по оси. Удачи вам в изучении вселенной.

Источник

Какая скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца?

Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365,25 суток. Но с какой скорость она движется по своей орбите?

Если орбита нашей планеты была бы идеальной окружностью, то мы могли бы просто поделить ее длину на продолжительность одного года и так вычислить скорость Земли. Однако в реальности орбита Земли является эллипсом (это первый закон Кеплера), поэтому ее радиус различен в разных точках. Более того, второй закон Кеплера говорит о том, что скорость планеты на разных участках орбиты должна отличатся.

Наибольшую скорость Земля развивает тогда, когда она находится ближе всего к Солнцу. Эта точка орбиты называется перигелием, в ней Земля оказывается 3 января. Здесь скорость нашей планеты достигает 30,29 км/с.

При удалении от Солнца скорость Земли падает. В афелии, самой удаленной от светила точке земной орбиты (здесь Земля оказывается 4 июля), она достигает минимума, равного 29,29 км/с.

Общая протяженность земной орбиты оценивается в 940 млн км. Зная продолжительность года, можно рассчитать и среднюю скорость движения Земли, которая составляет 29,78 км/с.

Заметим, что орбита Земли не остается неизменной. В частности, ее эксцентриситет меняется с периодом 93 000 лет. Следствием этого являются циклические изменения климата, известные как ледниковые периоды. Также меняется наклон земной оси и положения перигелия. Все эти колебания известны в науке как циклы Миланковича. Причиной же отклонений земной орбиты от идеальной формы является гравитационное воздействие других планет Солнечной системы.

Иногда возникает вопрос – почему мы не ощущаем вращения Земли по орбите? Разве мы не должны ощущать сильнейшие потоки ветра, если двигаемся со скоростью 30 км/с? Дело в том, что атмосфера является частью Земли, и поэтому также вращается вокруг Солнца. Но какие силы удерживают атмосферу и заставляют ее вращаться вместе с Землей? Оказывается, дело в силе трения между поверхностью Земли и атмосферой. Именно за счет нее вращение от земной поверхности передается нижним слоям атмосферы, которые в свою очередь также за счет трения передают вращения верхним слоям.

Список использованных источников

Источник

Определите угловую и линейную скорости обращения Земли вокруг Солнца. расстояние от Земли до Солнца принять равным R=150

Ответ или решение 2

Найдите угловую и линейную скорости вращения Земли вокруг Солнца. Расстояние считайте равным 150 000 000 км.

Как найти угловую скорость

Значение угловой скорости вращения Земли вокруг Солнца можно рассчитать , не обращаясь к справочникам. Достаточно знать:

чему равен угол, соответствующий одному полному обороту;
что такое год;
что такое угловая скорость.

Общеизвестно, что Земля делает полный оборот вокруг Солнца за один год. Полный оборот равен углу в ϕ = 2π радиан, и тогда угловая скорость ω = ϕ / t = 2π / T, где t — время поворота на угол ϕ.

Выходит, что угловая скорость ω = 2π рад/год.

Чтобы выразить угловую скорость в системе единиц СИ, найдем число секунд в году (1 год = 364,25 суток):

1 год = 364,25 * 24 часа = 364,25 * 24 * 60 минут = 364,25 * 24 * 60 * 60 секунд = 31471200 с.

Угловая скорость в радианах за секунду:

ω = 2π / T = 6,28 / 31 471 200 =1,995 * 10 -7 рад/с.

Значение угловой скорости в радианах за час:

ω = 2π / T = 6,28 / (364,25 * 24 ч) = 7,184 * 10 -4 рад/ч.

От угловой скорости к линейной

Знание угловой скорости позволяет легко рассчитать линейную скорость v:

v = ωR, где R – радиус орбиты.

в километрах за секунду — v = 1,995 * 10 -7 рад/с * 150 000 000 км = 29,93 км/с;
в километрах за час — v = 7,184 * 10 -4 рад/ч * 150 000 000 км = 107 755,7 км/ч
в метрах за секунду — v = 1,995 * 10 -7 рад/с * 150 000 000 000 м = 29 932,13 м/с.

Получается, что линейная скорость Земли на орбите в 90 раз превышает скорость звука в воздухе.

Ответ: Угловая скорость ω = 1,995 * 10 -7 рад/с, линейная скорость v = 29 932,13 м/с.

Скорость обращения Земли вокруг Солнца — один полный оборот за год. Нужно выразить эту скорость в единицах СИ.

Один полный оборот соответствует углу Δφ = 2 * п = 2 * 3,14 рад.

Число секунд в году:

Δt = 364 сутки * 24 ч/сутки * 3600 с/ч = 31449600 с.

ω =Δφ / Δt = 2 * 3,14 / 31449600 с = 1,998*10-7 рад/с-1.

Линейная скорость v:

v= ωR = 1,998 * 10-7 с-1 * 150 000 000 000 м = 29 600 м/с.

Ответ: Угловая скорость — 1,998*10-7 рад/с, линейная скорость — 29 600 м/с.

Источник

Как вычислить скорость вращения Земли

Скорость — это векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения материальной точки за любой отрезок времени относительно величины промежутка.

Скорость вращения Земли

Угловая скорость

Формула угловой скорости

Линейная скорость

Формула линейной скорости

С какой скоростью Земля движется относительно Солнца

Вращение Земли вокруг Солнца

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), и получаем 29,87 км в секунду. Принято считать, что средняя скорость Земли по орбите (по окружности Солнца) равна 30 км/сек.

Источник