Как вращается земля

Осевое движение Земли

В 17 веке благодаря открытиям Галилея узнали, что не небесные тела движутся вокруг нас, а Земля вращается вокруг своей оси.

Осью обычно считают стержень, располагающийся в центре тела. Около него совершается перемещение. Мы можем ее встретить у разных предметов, например колесо велосипеда или коляски. Ось Земли считается не настоящей, а воображаемой линией и она немного наклонена.

Эта воображаемая линия или ось вращения Земли выходит с двух сторон планеты, эти места принято называть полюсами. С одной стороны расположен Северный, с другой – Южный полис. На равнозначном расстоянии от полюсов проведена окружность – экватор. Эта линия делит планету на два полушария: северное и южное.

Земля обращается вокруг своей оси незаметно для нас. Осевое движение Земли совершается плавно, а вместе с ней вращаемся и мы.

Когда-то люди предполагали, что движение небесных тел протекает с востока на запад.

Однако направлением осевого движения Земли считается перемещение с запада на восток. Получается, что при вращении Земли вокруг своей оси освещается то одна ее часть, то другая. На хорошо освещенной части планеты день, а там, где недостаток света, наступает ночь. Таким образом, следствием осевого движения Земли является смена дня и ночи. Такое движение Земли называется осевым или суточным.

Земля делает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа или за сутки. Скорость движения Земли вокруг оси может различаться в разных местах. Например, на экваторе она достигает приблизительно 1600 км/час.

При движении любого тела начинает действовать центробежная сила, которая растягивает планету в области экватора и сплющивает с полюсов. Поэтому форма Земли не круглая, а сплюснутая, что является следствием движения Земли.

Что такое земная ось

Земная ось – это условная прямая, которая проходит через три точки: географические полюса и центр планеты. Как бы ни казалось на первый взгляд, земная ось – далеко не вертикальная линия. Она имеет угол наклона около 66 градусов, что объясняет смену сезонов на планете. Когда северное полушарие наклонено ближе к солнцу, на нем начинается лето. В это же время в южном полушарии зима, и наоборот.

Земную ось не может пошатнуть ни притяжение Солнца, ни Луны или соседних небесных тел. Она постоянно вращается по кругу, по одной и той же траектории, описывая конус. Однако ее направление в пространстве может меняться. Если сегодня северный географический полюс Земли смотрит на Полярную звезду, то через 12 000 лет он развернется в противоположном направлении. И людям уже придется узнавать, где север, по звезде Вега из созвездия Лиры. А спустя еще почти 26 000 лет северный полюс вернется к своему текущему положению.

Смена времен года на нашей планете зависит от расположения ее оси

Помимо смены положения, ось Земли немного смещается в стороны из-за движения планеты. Она может перемещаться на 10-15 сантиметров в год в обе стороны. На это также влияют таяние ледников, уменьшение количества воды, засуха и другие факторы.

Сила Кориолиса

Тело, совершающее прямолинейное движение во вращающейся среде, отклоняется в сторону, относительно этой среды. Такая вращающаяся среда называется неинерциальной системой координат. Подобной системой является Земля. Если среда вращается по часовой стрелке, то тело, движущееся в данной системе, будет отклоняться влево, относительно среды. При вращении неинерциальной системы против часовой стрелки, тело отклоняется вправо.

На примере это будет выглядеть так: если из пушки, которая находится на Северном полюсе, выстрелить ядром в направлении экватора, то для наблюдателя, находящегося на Земле, ядро начнёт постепенно отклоняться вправо. Это происходит потому, что планета двигается, вращаясь вокруг оси, и, пока ядро летит, она успевает повернуться. Если наблюдатель находится не на Земле, то есть не движется вместе с ней, то движение ядра будет прямолинейным.

В Южном полушарии подобное отклонение движущихся тел будет происходить влево, так как, если смотреть со стороны Южного полюса, планета вращается вокруг оси по часовой стрелке.

Этот эффект называется силой Кориолиса. Он назван по имени французского учёного, открывшего феномен. Примечательно то, что этот принцип действует при любом направлении тела по земной поверхности. Если стрельнуть ядром из пушки, стоящей на экваторе, в сторону Северного полюса, то снаряд для наблюдателя, находящегося на Земле, будет отклоняться вправо, точно так же, как при обратном направлении, то есть при стрельбе с Северного полюса на экватор.

При стрельбе с экватора на Южный полюс, снаряд отклонится влево, как при стрельбе с Южного полюса на экватор. Этот эффект наблюдается, благодаря инерции ядра, направленной в сторону вращения планеты. В начале движения снаряд находился на экваторе (в земной точке с самой высокой скоростью, возникающей вследствие осевого вращения). По мере движения ядра к полюсу, оно пролетает над точками земной поверхности, которые движутся медленнее экватора, а, значит, и бокового движения ядра, сохраняющегося из-за инерции. Таким образом, ядро постепенно «обгоняет» земную поверхность в боковом направлении и отклоняется в сторону.

Сила Кориолиса всегда действует перпендикулярно движению предмета. Эта сила действует не только на тела, движущиеся по направлению меридианов, но и в любых других направлениях, независимо от того, в какую сторону происходит движение.

Силу Кориолиса не совсем корректно называть силой, так как она, на самом деле, сама по себе никуда никого не тянет. Этот эффект строго относителен и существует только в неинерциальной системе.

А вот последствия этого эффекта вполне ощутимы. Например, вследствие силы Кориолиса, на планете образуются циклоны. Воздух из зон высокого давления стремится в области с низким давлением и сила Кориолиса отклоняет воздушные массы относительно движущейся поверхности вправо или влево, в зависимости от полушария. Поэтому циклоны закручиваются против часовой стрелки в Северном полушарии, а в Южном — по часовой.

Сила Кориолиса действует на реки и их русла. В Северном полушарии обычно правые берега рек более крутые и подмыты водой, которая утягивается вращающейся планетой вправо, в Южном — наоборот, левые.

На железнодорожные рельсы также оказывает воздействие данная сила. Правые рельсы одноколейных дорог в Северном полушарии будут изнашиваться больше, так как поезд утягивает вправо. В Южном полушарии больше изнашиваются левые рельсы.

Таковы общие следствия вращения нашей планеты вокруг оси, которые, в свою очередь, влияют на огромное количество обстоятельств и событий как на Земле, так и вокруг неё. Аналогичная тема раскрывается в учебнике по географии «Осевое вращение земли» 5 класс.

География

§ 5. Движения Земли

Вспомните

Что такое орбита планеты? Какую форму она имеет? Какая планета расположена ближе всех к Солнцу? Какое место по удаленности от Солнца занимает Земля? Заметно ли для человека ее движение?

По человеческим меркам Земля огромна. Она весит 6 000 000 000 000 000 000 000 т! Поэтому людям, живущим на Земле, трудно поверить, что такое огромное тело находится в постоянном движении. Два основных вида движения Земли, известных человечеству с давних времен, — вращение вокруг своей оси и вокруг Солнца.

Рис. 15. Вращение Земли вокруг своей оси

Вращение Земли вокруг своей оси. Землю часто сравнивают с огромным волчком, но, в отличие от волчка, ось Земли — воображаемая линия. Кроме того, земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°. Земная ось строго ориентирована в космическом пространстве. Ее северный конец направлен на Полярную звезду (рис. 15).

Точки пересечения воображаемой земной оси с поверхностью Земли называются географическими полюсами. Таких полюсов два — Северный и Южный.

Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землей. Если наблюдать за нашей планетой из космоса со стороны Северного полюса, можно увидеть, что она вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, т. е. с запада на восток. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает примерно за 24 ч. Этот период называется сутками.

Географические следствия вращения Земли вокруг своей оси:

1. Вращение Земли влияет на ее форму: она немного сплюснута у полюсов.
2. Из-за вращения Земли все движущиеся по ее поверхности тела отклоняются в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево.
3. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи.

Если бы земная ось не была строго ориентирована в пространстве, Земля двигалась бы беспорядочно «кувыркаясь».

Если Земля перестала бы вращаться вокруг своей оси и вокруг Солнца, она была бы обращена к Солнцу всегда одной стороной, на которой был бы вечный день. Температура на этой стороне Земли достигла бы 100°С и более, и вся вода испарилась бы. Неосвещенная сторона планеты превратилась бы в царство вечного холода, где в виде гигантской ледяной шапки скопилась бы земная влага.

Движение Земли вокруг Солнца. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите со скоростью 30 км/с. Она удалена от Солнца почти на 150 млн км (рис. 16). Это расстояние — огромное по человеческим меркам и незначительное для космоса — оказалось наилучшим для возникновения жизни.

Рис. 16. Вращение Земли вокруг Солнца

Для удобства продолжительность года считают равной 365 суткам. Оставшиеся 6 часов суммируются и каждые 4 года образуют дополнительные сутки. Такие годы называются високосными, в них не 365, а 366 суток. В високосные годы в самом коротком месяце — феврале — не 28, а 29 дней.

Расчеты ученых показывают, что за все время существования Земли — 4,6 млрд лет — расстояние между ней и Солнцем оставалось практически неизменным.

Если бы Солнце перестало притягивать Землю, она бы улетела в космос в 40 раз быстрее пули! Если бы Земля двигалась по орбите медленнее, она не смогла бы противостоять притяжению Солнца и упала бы на него.

Если бы Земля находилась ближе к Солнцу, температура на ней была бы намного выше. На Венере, которая ближе к Солнцу на 42 млн км, температура около 500°С! Если бы Земля находилась дальше от Солнца, температура на ней была бы отрицательной. Марс удален от Солнца на 228 млн км и на его поверхности температура -60°С. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 сут. и 6 ч. Этот период называется годом.

Вопросы и задания

1. Назовите два основных вида движения Земли.
2. В какую сторону происходит вращение Земли вокруг своей оси?
3. Назовите следствия вращения Земли вокруг своей оси.
4. Назовите следствия вращения Земли вокруг Солнца.

Земля – часть Солнечной системы

В ясную ночь очень интересно наблюдать за небом: сверкает луна и тысячи сияющих звезд раскиданы по нему. Возникает ощущение, что оно безгранично. Та часть, которую мы видим, очень мала. В действительности весь существующий мир бесконечен в пространстве. Свое название он получил от греков – космос или Вселенная.

Земля считается планетой и расположена в пределах Солнечной системы. Составными ее частями считаются: Солнце, девять больших планет, астероиды, кометы, метеорные тела. Остановимся подробнее на строении Солнечной системы.

1. Какая часть Солнечной системы наиболее значительная? Центральной частью считается близко расположенная к нашей планете звезда – Солнце. Это тело можно сравнить с горячим шаром в Солнечной системе. Ее поверхность накалена до шести тысяч градусов, а внутри еще больше. Поэтому звезда распространяет свет, перемещающийся с высокой скоростью. До нашей планеты освещение доходит приблизительно за 8 минут.

Солнце 

1. Вокруг Солнца обращаются плотные шарообразные тела, называемые планетами. В Солнечной системе есть большие и малые планеты. Какая Земля планета в Солнечной системе? Наша планета относится к большим, как и еще 8 других. Познакомимся с большими планетами Солнечной системы на рисунке.

Большие планеты Источник

На рисунке хорошо видны размеры планет. В Солнечной системе есть планеты намного больше, чем Земля.

У многих планет есть спутники. Например, у Юпитера двенадцать, у Сатурна девять, а у Земли спутником считается Луна.

Из всех планет Солнечной системы особенной считается Земля. Отличием является наличие живых организмов. Какая по форме планета Земля интересовало людей издавна. Шарообразность Земли была доказана Фернандо Магелланом. Однако, людей интересовала не только форма, но и размеры планеты. Ученый Эратосфен определил радиус планеты Земля очень точно. Его расчеты были близки к современным, определенным современной техникой. А вот по массе Земля занимает 5 место среди планет.

1. Также есть и другие тела во Вселенной, не излучающие света. К ним относятся малые планеты или астероиды, кометы, метеоры.

В Солнечной системе насчитывается малых планет около 1600. 

Часто встречаются на небосводе кометы – тела с длинным хвостом. Ядро ее представлено глыбой затвердевших газов, а хвост состоит из потока газов и пылинок. С появлением кометы связывают некоторые суеверия. Например, люди предполагали, что появление кометы предвещает несчастье – болезни, голод, войну. Опасались также, что комета может столкнуться с нашей планетой и все погибнут. Однако за прошедшие столетия ничего не произошло, поэтому это лишь вымысел людей.

Комета 

Метеориты представляют собой обломки комет и астероидов, упавшие на поверхность планеты. Они содержат железо, медь, фосфор и другие вещества. Падают метеориты на Землю из межпланетного пространства в Солнечной системе. Попадая в атмосферу, они могут распадаться на множество мелких обломков, образуя метеоритные дожди.

Метеоритный дождь 

К небесным телам дальнего космоса относятся звезды, имеющие форму шара и состоящие из газов. Они могут различаться по размерам, по степени раскаленности, а также по удаленности от нашей планеты. Самая близкая к нам звезда – Солнце, обладающая средней величиной.

Звезды в небе располагаются в виде созвездий. Названия им давали в зависимости от формы. Например, созвездие Большая Медведица можно принять за ковш, однако соединив все звезды между собой, получим фигуру медведицы.

Скорость вращения

Можно сказать, что вращение тела обладает двумя скоростями, в зависимости от того, какой системой измерений пользоваться:

• линейной,
• угловой.

Если измерять скорость вращения как расстояние, которое проходит точка за определённое время, то чем дальше точка расположена от воображаемой оси вращения, тем выше у неё будет скорость. И чем точка ближе к оси, тем ниже её скорость. Эта скорость называется линейной. В точках оси — скорость равна нулю.

Но если скорость вращения измерять в градусах, то любая точка на поверхности тела или внутри него будет двигаться с одинаковой скоростью, независимо от того, далеко она расположена от оси или близко. Скорость вращения, измеряемая в градусах, называется угловой.

Можно измерять скорость вращения Земли с помощью наблюдения за перемещением двух предметов на поверхности, находящихся на одном меридиане, но в разных широтах. Допустим, предмет, А будет на экваторе, а предмет Б — в северной широте. Вследствие этого обнаружится, что предмет, А относительно оси планеты проделал расстояние за единицу времени большее, чем предмет Б. Это значит, что предмет, А двигался быстрее предмета Б.

Но если измерять угловую скорость в градусах по одним и тем же предметам или меткам, то угловая скорость у них будет одинаковой, так как они повернутся относительно оси планеты на один и тот же угол за определённый отрезок времени. Для исследования многих природных явлений, таких как, например, сила Кориолиса, необходимо использовать линейный способ измерения скорости вращения.

У Земли максимальной линейной скоростью вращения будет обладать поверхность в районе экватора, и эта скорость составляет 465 м/с или 1674 км/час. Чем ближе точка на поверхности земного шара к любому из полюсов, тем ниже будет скорость. На полюсах линейная скорость вращения равна нулю, так как эти точки находятся на воображаемой оси.

Смена времени суток

Самым заметным для жителей Земли обстоятельством и основным географическим следствием осевого вращения нашей планеты является смена времён суток, а для землян, живущих на определённом расстоянии от экватора — ещё и времён года.

День и ночь сменяются потому, что параллельные лучи света от Солнца одновременно падают только на одну сторону планеты. Противоположная сторона Земли находится в тени. Это значит, что на повёрнутой к светилу стороне будет день, а на обратной — ночь. Если бы земной шар постоянно был повёрнут только одной стороной к Солнцу, то на освещённой стороне была бы температура около +100° C, вся вода должна была бы испариться, а на тёмной стороне поверхность планеты была бы под слоем льда. Условия на обеих сторонах Земли в этом случае были бы непригодны для жизни.

Вследствие ритмичности смены дня и ночи, времён года, а, значит, световых и температурных режимов, на Земле всё живое подчиняется определённым биоритмам. При этом ритмическим изменениям подвержены не только все растения и животные, но и неживая природа.

Земля вращается по своей оси против часовой стрелки, если смотреть со стороны Полярной звезды, а именно — с северной стороны. А если точка наблюдения — со стороны экватора, когда Северный полюс вверху, то планета вращается слева направо или с запада на восток.

В связи с вращением Земли вокруг оси, используется понятие суток. Но сутки бывают разными:

• звёздными,
• солнечными,
• средними солнечными.

Звёздные сутки используются для астрономических исследований и наблюдений. Солнечные сутки — это период вращения Земли вокруг своей оси относительно Солнца. Они могут отличаться по продолжительности, поэтому для измерения времени в повседневной жизни используются средние солнечные сутки, которые длятся 24 средних солнечных часа и длиннее звёздных суток на 4 минуты.

Обращение Земли вокруг Солнца

Помимо осевого существует и орбитальное движение Земли. Путь, который проходит Земля при обращении вокруг Солнца, называют орбитой.

Период обращения Земли вокруг Солнца составляет 1 год. Солнечный год равен 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд. Поэтому принято считать 3 года по 365 суток, а 4-й – 366. Этот год получил название високосный.

Скорость обращения Земли составляет 30 км/сек.

Обращение Земли вокруг Солнца Источник

Наклон земной оси играет немаловажную роль при смене сезонов года. От скорости обращения земли вокруг Солнца зависит протяженность времен года.

Многие ребята хотели бы, чтобы постоянно было лето. Однако такого не бывает. За жарким летом идет прохладная осень, которая сменяется морозной зимой. На место ледяной зимы вступает теплая весна и лето. Однако период обращения Земли по своей орбите вокруг Солнца равен году и замена сезонов происходит систематично.

Следствием обращения Земли вокруг Солнца считается неравномерное получение тепла в разных полушариях. 

На рисунке видно как происходит освещение планеты. Россия находится в северном полушарии. Если планета поворачивается этой стороной к Солнцу, то тепла здесь будет больше и наступит лето. Земля делает свое обращение вокруг Солнца за определенный период и поворачивается в другую сторону. Тогда в наше полушарие приходит зима.

От наклона оси зависит неравенство дня и ночи. Часто встречаются такие понятия как солнцестояние и равноденствие.

Предположите, что Земля прекратила свое обращение вокруг Солнца или вокруг своей оси. Планета стала бы располагаться одной стороной к источнику света. Температура бы здесь стала достигать более 100 и произошло бы испарение всей воды. Другая сторона, до которой не доходит излучение, пошла по пути оледенения.

Из всего сказанного становится понятно, что все виды движения Земли играют большую роль для жизни на планете.

Влияние осевого вращения на форму земли

Планета Земля представляет собой идеальную сферу. Но из-за того, что она слегка сжата в области полюсов, расстояние от ее центра до полюсов на 21 километр меньше, чем расстояние от центра Земли до экватора. Поэтому меридианы на 72 километра короче, чем экватор.

Осевое вращение является причиной:

• суточных изменений;
• поступления света и тепла на поверхность;
• возможностью наблюдать очевидное передвижение небесных тел;
• различий во времени в разных частях земли.

Чтобы понять, как влияет осевое вращение на форму земли, нужно принимать во внимание действие общепринятых законов физики. Как уже было отмечено, планета имеет «сплющивание» у полюсов из-за действия на нее центробежной силы и гравитации

Планета вращается так же, как и движется вокруг Солнца. Такие величины как форма, параметры и движение Земли играют большую роль в развитии всех географических явлений и процессов.

Сегодня достоверно известно, что Земля на самом деле постепенно замедляет свое вращение. Из-за силы приливов, которыми связана наша планета с Луной, каждое столетие сутки становятся длиннее на 1,5–2 миллисекунды. Через почти полтора млн. лет в сутках будет уже на один час больше. Людям не стоит опасаться полной остановки Земли. Цивилизация попросту не доживет до этого момента. Приблизительно через 5 млрд. лет Солнце увеличится в размерах и поглотит нашу планету.

Что мы узнали?

Из материала по географии для 5 класса, мы узнали, на что влияет вращение планеты вокруг своей оси. Какие силы воздействуют на форму земли. От чего зависит деление земных суток на день и ночь. За счет чего происходит обогрев Земли солнечными лучами. Что может привести к появлению лишнего часа в сутках. Какое космическое тело теоретически сможет поглотить землю.

/10

Вопрос 1 из 10

Что изучают ученые с древнейших времен?

Обращение Земли вокруг собственной оси

Обращение земли вокруг солнца

Значение Земли в солнечной системе

Важность астрономии среди прочих наук

Следствие осевого вращения Земли

Наша планета равномерно вращается вокруг воображаемой оси. Такое движение Земли называют осевым вращением. Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землёй. Вращение происходит с запада на восток, то есть против часовой стрелки, если смотреть на Землю со стороны Северного полюса. Из-за такого вращения планеты восход солнца утром происходит на востоке, а закат вечером — на западе.

Земная ось наклонена под углом 66 1/2°  к плоскости орбиты, по которой планета движется вокруг Солнца. При этом ось строго ориентирована в космическом пространстве: её северный конец постоянно направлен на Полярную звезду. Осевое вращение Земли определяет видимое движение звёзд и Луны по небосклону.

Вращение Земли вокруг оси оказывает большое влияние на нашу планету. Оно определяет смену дня и ночи и возникновение естественной, данной природой единицы измерения времени — суток. Это период полного оборота планеты вокруг своей оси. Длительность суток зависит от скорости вращения планеты. Согласно существующей системе исчисления времени сутки делят на 24 часа, час — на 60 минут, минуту — на 60 секунд.

Из-за осевого вращения Земли все движущиеся по её поверхности тела отклоняются от первоначального направления в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево. В реках отклоняющая сила прижимает воду к одному из берегов. Поэтому у рек в Северном полушарии обычно более крутой правый берег, а в Южном полушарии — левый. Отклонение воздействует на направление ветров в атмосфере, течений в Мировом океане.

Осевое вращение влияет на форму Земли. Наша планета не идеальный шар, она немного сжата у полюсов. Поэтому расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус) на 21 километр короче расстояния от центра Земли до экватора (экваториальный радиус). По этой же причине меридианы на 72 километра короче экватора.

Осевое вращение вызывает суточные изменения в поступлении солнечного света и тепла на земную поверхность, объясняет видимое движение звёзд и Луны по небосклону. Оно определяет также различие во времени в разных частях земного шара.