Почему при движении вокруг солнца земля изменяет направление скорости?
Почему при движении вокруг солнца земля изменяет направление скорости?
Так как на Землю действует сила притяжения со стороны Солнца, то она движется с ускорением согласно второму закону Ньютона. Ускорение направлено к Солнцу, что и является причиной изменения направления скорости движения Земли в направлении к Солнцу.
Вообще-то такая штука — изменение направления линейной скорости движения — характерно для любого вращательного движения. По фигу что и где вращается — Земля вокруг Солнца или пятое колесо в телеге. Раз есть вращение — то появляется и выделенная ось этого вращения, и плоскость вращения (перпендикулярная этой оси). И в этой плоскости можно выбрать систему декартовых координат, через центр которой ось вращения проходит.
И не штука сообразить, что в этой плоскости траектория движения будет замкнутой кривой — окружностью, как для колеса, или эллипсом, как для планеты. А значит, проекции мгновенной линейной скорости, направленной по касательной к траектории, будут менять периодически знак. Потому как проекции радиуса окружности на оси координат — это синус и косинус.
Тогда мы бы не жили на Земле, или называли Землей другую планету.
Или, что более вероятно, эти условия «быстрее или медленнее» были бы для нас благоприятными.
Движется. Период оборота вокруг центра примерно 740 000 лет.
Самую большую орбитальную скорость имеет ближайшая к Солнцу планета — Меркурий. Она составляет 47,9 км/с. Самая медленная — Плутон (которую исключили из состава планет и назвали «карликовой планетой»). Скорость Плутона 4,7 км/с. Если не учитывать Плутон, самой медленной планетой становится Нептун, который движется по орбите со скоростью 5,4 км/с.
Скорость вращения Земли вокруг собственной оси меняется с течением времени, хотя и очень медленно. Земля действительно постепенно притормаживает — длительность земных суток увеличивается на 1 час примерно за 100 миллионов лет.
По инерции. Для обоих движений.
Инерция есть фундаментальное свойство любого тела (как и вообще материи). Если тело привелив движение и «отпустили», то оно это состояние движения сохраняет сколь угодно долго. Причём движение может быть как поступательное, так и вращательное. Шайба, пущенная по льду, так по нему и скользит, пока не въедет в борт (трение шайбы о лёд очень низкое). Закрученный гироскоп или маховик продолжает крутиться, опять же пока его не остановят силы трения.
А если сил трения нет, если вращение происходит в безвоздушном пространстве — то тело так и будет вращаться. Вот какой момент количества движения оно приобрело в самом начале, при формировании планеты или протопланетного облака, — такой он и пребудет вовеки. Единственным механизмом «трения», которое может остановить вращение вокруг собственной оси, является приливное трение. Оно уже сумело затормозить Луну, да и сама Земля постепенно тормозиться (примерно на 4 мкс за столетие), — но это именно трение. Не будь у Земли спутника — её вращение не тормозилось бы.
С вращением вокруг Солнца то же самое: по инерции. Сила притяжения способна изменить направление движения тела (как и всякая сила). А коль скоро эта сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, то тело может двигаться по устойчивой замкнутой орбите (эллипсу). Инерция в этом случае проявляется как раз в том, что сила не может изменить скорость мгновенно. Она способна лишь сообщать телу некоторое ускорение. До некоторой степени даже такую систему (Солнце и планета) тоже можно рассматривать как волчок, просто не жёсткий, а связанный. Поскольку потерь энергии нет (в классическом приближении), то инерция проявляется в полный рост: движение не останавливается.
Источник
Вращение Земли вокруг Солнца — период и скорость обращения, географические следствия
Вращение Земли вокруг оси
Важно! Скорость движения с каждым годом уменьшается на 3 миллисекунды. Специалисты связывают этот факт с притяжением Луны. Влияя на приливы и отливы, спутник как бы тянет к себе воду в противоположную от движения Земли сторону. Создается эффект трения на дне океанов, и планета незначительно замедляет ход.
Вращение планеты вокруг Солнца
Важно! Астрономы называют дальнюю от Солнца точку орбиты Афелий, и планета проходит ее в конце июня. Ближнюю — Перигелий, и мы проходим ее вместе с планетой в конце декабря.
Важно! При более внимательном изучении движения Земли по орбите астрономы учитывают дополнительные не менее важные факторы: притяжение всех небесных тел Солнечной системы, влияние других звезд и характер вращения Луны.
Чередование времен года
Важно! Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.
Високосный год
Важно! На вращение Земли оказывает влияние ее спутник — Луна. Под ее гравитационным полем вращение планеты постепенно замедляется, что с каждым веком увеличивает длину суток на 0,001 с.
Дистанция между нашей планетой и Солнцем
Во время движения Земли вокруг Солнца между ними возникает центробежная сила. Она имеет противоречивый характер и отталкивает планету от звезды. Однако планета вращается, не меняя скорости, которая перпендикулярна скорости падения, что отклоняет ее орбиту от направления к Солнцу. Эта особенность движения космических тел препятствует падению на Солнце и отдалению в сторону прочь от Солнечной системы. Таким образом, Земля движется по четкой траектории своей орбиты. Еще в 16 веке великий Николай Коперник определил, что Земля — не центр Вселенной, а всего лишь вращается вокруг Солнца. Сейчас исследователи значительно продвинулись в знаниях и расчетах, однако повлиять на траекторию вращения и характер самого светила не в состоянии. Наша планета всегда была частью Солнечной системы, и от того, на каком расстоянии мы находимся от ее центра и как мы движемся относительно звезды, зависит жизнь на планете. Чтобы лучше усвоить тему, смотрите также познавательное видео.
Источник
Что произойдёт, если Земля изменит скорость своего вращения?
Недавно в наш телеграм канал от подписчика поступил следующий вопрос:
Здравствуйте. Как отразиться на человеке изменение скорости вращения Земли вокруг своей оси? Вокруг Солнца?
Что же, начнём с движения Земли вокруг Солнца. Дело в том, что орбита Земли не является идеально круглой, она немного вытянута и образует эллипс, из-за этого во время движения по орбите скорость Земли периодично немного меняется. Наибольшую скорость мы имеем при сближении с Солнцем и наименьшую при максимальном отдалении от него, средняя скорость при этом составляет чуть менее 30км/с. Причиной изменений в скорости движения и вращения Земли может стать планета отшельник, пролетевшая через Солнечную систему или сближение нашей системы с другой звездой. Ни то ни другое в обозримом будущем не предвидится, допустим, что Земля просто изменила свою скорость и инерция никого не убила и ничего не разрушила.
Что изменится, при изменении скорости движения Земли вокруг Солнца?
Изменение скорости движения Земли вокруг Солнца в целом, а не обусловленное движением по эллиптической орбите, привело бы к тому, что средний радиус орбиты либо уменьшился бы при уменьшении скорости, либо увеличился бы, при увеличении скорости. Маленькие изменения в скорости, порядка нескольких метров в секунду люди не почувствовали бы, но изменения порядка километров в секунду, могли бы кардинально изменить климат на планете.
Уменьшение скорости и приближение к Солнцу привело бы к росту средней температуры, я не являюсь специалистом климатологом, но таяние ледников, повышение уровня океана и затопление водой низменностей являются очевидными, а также повышение температуры и увеличение площади океанов может привести к образованию значительно более сильных ураганов, чем мы можем наблюдать сейчас. А вот увеличение скорости и отдаление от Солнца приведёт к остыванию планеты, увеличению площади ледников и уменьшению площади земель, пригодных для сельского хозяйства. Достаточно большое изменение скорости планеты может даже вывести Землю из зоны обитаемости, тогда в течение пары лет жизнь на поверхности планеты станет невозможна.
Что нас ждёт если Земля изменит скорость вращения вокруг своей оси?
Изменение скорости вращения вокруг своей оси, не повлияло бы на человека напрямую, но изменилась бы продолжительность суток, соответственно должен был бы измениться и уклад человеческой жизни. Сейчас естественное освещение не так уж и важно для человека, но всё равно нам бы пришлось подстраиваться. Также изменение длительности суток на несколько часов сильно бы повлияло на жизнь животных и растений, в зависимости от конкретных изменений некоторые виды смогли бы приспособиться, другие же погибли бы. Также изменение продолжительности суток повлияет на климат из-за изменений в разнице температур между дневным и ночным временем поменяется и интенсивность ветров.
В действительности скорость вращения вокруг своей оси у Земли постоянном меняется, за последние 600 млн лет сутки увеличились более чем на 4 часа, но это происходит очень плавно и поэтому неощутимо для живых организмов, они вполне успевают приспосабливаться. Также из-за изменений в распределении вещества в недрах планеты продолжительность суток регулярно меняется на несколько миллисекунд.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
Как вращается Земля
Наша планета всегда в движении. Вращение Земли происходит одновременно вокруг центральной точки Солнечной системы и вокруг своей оси.
Земная ось и ее наклон
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через центр и оба географических полюса планеты.
Она не вертикальна — наклонена под углом 66°33´, и это объясняет смену времен года:
- при положении Солнце на 23°27´ с. ш. (над Северным тропиком) северное полушарие получает максимум тепла и света, в этот период здесь начинается лето;
- через полгода Солнце поднимается уже над другим тропиком — Южным, находящимся на 23°27´ ю. ш., теперь больше света и тепла получает южное полушарие, а в северном начинается зима.
Если бы земная ось располагалась всегда вертикально, явления сезонности планета не знала бы: на освещенной Солнцем половине все точки получали бы одинаковый объем тепла и света.
На угол наклона оси не влияет никакой внешний или внутренний фактор, включая притяжение Солнца, луны или других планет, но сама ось совершает прецессию — перемещение по круговой конической траектории.
Сегодня географический Северный полюс Земли смотрит на Полярную звезду, но уже через 12 тыс. лет ось развернется в противоположную сторону.
Полюс будет направлен на звезду Вега в созвездии Лиры. Через 25,8 тыс. лет он снова вернется к Полярной звезде.
Кроме того, земная ось немного дрейфует в области полюсов из-за того, что Земля вертится, немного колеблясь, двигаясь на восток или на запад со скоростью до 10-15 см/год, объясняется это климатическими изменениями, происходящим до 45° с. ш. и ю .ш.: таянием льдов Антарктиды и Гренландии, потерями воды в Евразии, излишне засушливыми или влажными годами в Австралии.
Вращение Земли вокруг своей оси
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Из-за такого вращения существует отклонение любых движущихся потоков вещества (воды в реках, воздуха в ветрах) от линий, параллельных экватору: в южном влево, а в северном — в обратную сторону. По-разному движутся и водовороты — от природных круговых водопадов до воды в сливе домашнего умывальника. В северной части планеты вода в воронках крутится по часовой стрелке, в южном полушарии — в обратном направлении.
Линейная скорость такого движения планеты на экваторе — 465 м/с (1674 км/ч).
С увеличением широты на север и на юг скоростные показатели постепенно становятся ниже, например на 55° с.ш. (широта Москвы) они уже почти в 2 раза меньше и равны 260 м/с.
На Южном и Северном полюсах линейная скорость достигает 0 м/с. Угловая скорость вращения планеты в любой ее точке одинакова — 15° в час.
Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Вращение Земли вокруг Солнца
Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с.
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Он отличается от календарного, в котором за сутки принят период времени ровно 24 часа и который длится 365 дней. Каждый четвертый год в календарь добавляется дополнительный, 366 день.
В какую сторону вращается Земля
Если глянуть на Солнечную систему «сверху», т. е. так, что земельные участки, расположенные около Северного полюса, будут ровно напротив нашего взгляда, то вращение будет проходить против часовой стрелки
Почему мы не чувствуем ее движения
Человек не может ощущать вращения планеты, потому что вместе с ним параллельно движутся и все объекты на ее поверхности, в том же направлении и с такой же скоростью. Как пример, можно привести плавание на корабле. Находясь на его палубе, мы не замечаем, что окружающие предметы плывут по водоему вместе с нами. Относительно нас самих они остаются неподвижными.
Что, если она остановится
Если Земля перестанет вращаться вокруг своей оси, то:
- одна ее сторона будет постоянно повернута к центру Солнечной системы, светило нагреет почву до высочайших температур, и вся влага с поверхности испарится;
- вторая сторона планеты погрузится в вечную ночь, тут постоянно будет свирепствовать мороз, вода превратится в толстый слой льда, и его толщина достигнет километров;
- условия станут крайне затруднительны для возникновения и развития любых форм жизни, в т.ч. для дальнейшего существования человечества.
Земные сутки будут длиться целый год, длина дня составит 6 месяцев, и после незначительного периода сумерек на планете наступит шестимесячная ночь. Закат и восход станут определяться исключительно вращением планеты вокруг светила — всходить оно будет на западе и заходить на востоке.
Так как линейная вращательная скорость достигает весомых значений, при внезапной остановке планеты все здания, растения, животные и люди будут снесены с поверхности силами инерции.
Исключение составят лишь сооружения, вмурованные в земную твердь или горные породы. По инерции продолжат вращаться океаны, вызвав гигантский цунами.
Сегодня под воздействием центробежных сил Земля несколько сплющена у полюсов и имеет своеобразный «горб» в области экватора. После остановки он исчезнет, вся вода океанов стечет к югу и северу, обнажив дно в экваториальной области до 30° с.ш. и ю.ш.. Так на планете образуется один опоясывающий ее гигантский материк и две полюсные «водяные шапки».
Магнитное поле Земли также пропадет, оставив нас без защиты от солнечного и космического ветров — опасных для всего живого заряженных частиц, которые обрушатся на планету. Потеря магнитного поля приведет к исчезновению полярных сияний.
Все описанные последствия справедливы и для ситуации, если прекратится движение Земли вокруг Солнца, только они будут еще более катастрофическими. Смены времени суток больше не будет, на одной половине планеты установится вечная ночь, на другой — такой же вечный день.
Источник