Завдяки обертанню землі навколо сонця відбувається зміна. Лінійна і кутова швидкість обертання. Особливості обертання Землі навколо Сонця

Середня відстань від Землі до Сонця дорівнює приблизно 150 мільйонам кілометрів. Але так як Земля обертається навколо Сонцявідбувається не по колу, а по еліпсу, то в різний часроку Земля буває або трохи далі від Сонця, або трохи ближче до нього.

На цьому справжньому фото, зробленому за допомогою сповільненої зйомки ми бачимо, який шлях проробляє Земля за 20-30 мнуть щодо інших планет і галактик, обертаючись навколо своєї осі.

Зміна пір року

Відомо, що влітку, в самий жаркий час року - в червні, Земля знаходиться приблизно на 5 мільйонів кілометрів далі від Сонця, ніж взимку, в найхолоднішу пору року - в грудні. отже, зміна пір рокувідбувається не тому, що Земля знаходиться далі або ближче до Сонця, а іншої причини.

Земля при своєму поступальному русі навколо Сонця зберігає постійно одне і те ж напрямок своєї осі. А при поступальному обертанні Землі навколо Сонця по орбіті, ця уявна земна вісь весь час нахилена до площини земної орбіти. Причиною зміни пір року є саме те, що вісь Землі нахилена до площини земної орбіти завжди однаково.

Тому 22 червня, коли в нашій півкулі буває найдовший день у році, Сонце висвітлює і Північний полюс, а Південний полюс залишається в темряві, так як сонячні промені його не висвітлюють. Коли в Північній півкулі літо тут довгі дні і короткі ночі, В Південній півкулі, навпаки, бувають довгі ночі і короткі дні. Там, отже, зима, там промені падають «косо» і мають малу теплотворність.

Тимчасові відмінності дня і ночі

Відомо, що зміна дня і ночі відбувається в результаті обертання Землі навколо своєї осі, (докладніше:). А тимчасові різниці дня і ночізалежать від обертання Землі навколо Сонця. Взимку, 22 грудня, коли в Північній півкулі настає найдовша ніч і найкоротший день, Північний полюс Сонцем не освітлюється зовсім, він знаходиться «в темряві», а Південний полюс освітлений. Взимку, як відомо, у жителів Північної півкулі довгі ночі і короткі дні.

21-22 березня день буває дорівнює ночі, настає весняне рівнодення; таке ж рівнодення - вже осіннє- буває і 23 вересня. У ці дні Земля займає таке становище на своїй орбіті відносно Сонця, що сонячні промені одночасно висвітлюють і Північний і Південний полюси, а на екватор вони падають прямовисно (Сонце стоїть в зеніті). Тому 21 березня і 23 вересня будь-яка точка поверхні земної куліпротягом 12 годин освітлюється Сонцем і протягом 12 годин знаходиться у темряві: на всій земній кулі день дорівнює ночі.

Кліматичні пояси Землі

Обертанням Землі навколо Сонця пояснюється і існування різних кліматичних поясівземлі. Внаслідок того, що Земля має кулясту форму і її уявна вісь нахилена до площини земної орбіти завжди під одним і тим же кутом, різні частини земної поверхніпо-різному обігріваються і висвітлюються сонячними променями. Вони падають на окремі області поверхні земної кулі під різним кутом нахилу, і внаслідок цього їх теплотворність в різних зонах поверхні Землі не однакова. Коли Сонце - низько над горизонтом (наприклад, ввечері) і його промені падають на земну поверхню під невеликим кутом, вони гріють дуже слабо. Навпаки, коли Сонце - високо над горизонтом (наприклад, в полудень), його промені падають на Землю під великим кутом, і їх теплотворність збільшується.

Там, де Сонце в деякі дні буває в зеніті і його промені падають майже прямовисно, знаходиться так званий жаркий пояс. У цих місцях тварини пристосувалися до спекотного клімату (наприклад, мавпи, слони і жирафи); там ростуть високі пальми, банани, зріють ананаси; там під покровом тропічного Сонця, широко розкинувши свою крону, стоять гігантської величини дерева баобаби, товщина яких в обхваті сягає 20 метрів.

Там, де Сонце ніколи не піднімається високо над горизонтом, знаходяться два холодних поясаз бідної флорою і фауною. Тут тваринний і рослинний світодноманітний; великі простори майже позбавлені рослинності. Снігу покривають неозорі простори. Між жарким і холодним поясами знаходяться два помірних пояса , Які займають найбільші простору поверхні земної кулі.

Обертанням Землі навколо Сонця пояснюється існування п'яти кліматичних поясів: Один жаркий, два помірних і два холодних.

Жаркий пояс знаходиться біля екватора, і його умовними кордонами є північний тропік (тропік Рака) і південний тропік (тропік Козерога). Умовними межами холодних поясів служать північний і південний полярні кола. Полярні ночі тривають там майже 6 місяців. Такий же тривалості бувають і дні. Різкого розмежування між тепловими поясами, немає, а існує поступове зменшення тепла від екватора до Південного і Північного полюсів.

Навколо Північного і Південного полюсів величезні простори зайняті суцільними крижаними полями. В океанах, що омивають ці негостинні берега, плавають колосальні айсберги, (докладніше:).

Дослідники Північного і Південного полюса

досягти Північного або Південного полюсадавно було сміливої ​​мрією людини. Сміливі і невтомні дослідники Арктики не раз робили ці спроби.

Таким був і російський дослідник Георгія Яковича Сєдов, який в 1912 році організував експедицію до Північного полюса на судні «Св. Фока ». Царський уряд поставилося байдуже до цього великому підприємству і не надав належної підтримки сміливому морякові і досвідченому мандрівникові. Першу зиму через брак коштів Г. Сєдов змушений був провести на Новій Землі, а другу на. У 1914 році Сєдов разом з двома супутниками зробив, нарешті, останню спробу дійти до Північного полюса, але стан здоров'я і сили змінили цього відвагою людині, і в березні того ж року він загинув на шляху до своєї мети.

Орбітою Землі називають траєкторію її обертання навколо Сонця, її форма - еліпс, вона розміщена в середньому на відстані 150 мільйонів кілометрів від Сонця (максимальне віддалене відстань називають афелием - 152 мільйони км, мінімальне - перигелієм, 147 мільйонів км). Повний оберт навколо Сонця довжиною в 940 мільйонів кілометрів Земля, рухаючись із заходу на схід з середньою швидкістю 108 км / год, здійснює за 365 діб 6 години 9 хвилин і 9 секунд або за один зоряний рік. Рух планети по орбіті навколо Сонця і кут нахилу осі обертання до площини, де рухаються небесні тіла, Безпосередньо впливають на зміну пір року і нерівність дня і ночі.

Особливості обертання Землі навколо Сонця

(Будова Сонячної системи)

В античну епоху вчені астрономи вважали, що Земля розташовується в центрі Всесвіту і всі небесні тіла обертаються навколо неї, ця теорія носила назву геоцентричної. Її розвінчав польський астроном Микола Коперник в 1534 році, який створив геліоцентричну модель світу, доводить, що Сонце не може обертатися навколо Землі, як би це не хотілося Птолемею, Арістотелем і їхнім послідовникам.

Земля обертається навколо Сонця по еліптичній траєкторії, званої орбітою, її довжина близько 940 мільйонів кілометрів яку планета проходить за 365 діб 6 години 9 хвилин і 9 секунд. По закінченню чотирьох років ці шість годин нагромаджуються на добу, вони додаються до року як ще один день (29 лютого), такий рік високосний.

(Перигелій і афелій)

Закриття під час руху по заданій траєкторії відстань від Землі до Сонця може бути максимальним (дане явище відбувається 3 липня і носить назву афелій або апогелій) - 152 мли. км або мінімальним - 147 мли. км (має місце 3 січня, називають перигелієм).

В результаті видалення і наближення Землі до Сонця, внаслідок нахилу земної осі до площини її орбіти навколо Сонця в 66,5 0, земна поверхня отримує неоднакове кількість тепла і світла, що стає причиною зміни пір року і зміни тривалості денного і нічного часу доби. Екваторіальні дні і ночі завжди однаково тривалі, вони тривають 12 годин.

(Оборот навколо Сонця Землі: 365 діб 6 години 9 хвилин і 9 секунд)

Швидкість Землі, що рухається по орбіті

Середня швидкість руху Землі по орбіті навколо Сонця - 30 км / с або 108000 км / год (це 1/10000 частина швидкості світла). Для порівняння діаметр нашої планети становить 12700 км, з цією швидкістю можна покрити дане відстань за 7 хвилин, а відстань від Землі до Місяця (384 тис. Км) за чотири години. Віддаляючись від Сонця в період Офелія швидкість руху Землі сповільнюється до 29,3 км / с, в період перигелію прискорюється до 30,3 км / с.

Вплив орбіти Землі навколо Сонця на зміну пір року

Кут між віссю Землі і площиною еліпса - 66,3 0, по всій довжині орбіти він однаковий. Кут між площиною, в якій рухається Земля по відношенню до Сонця (він називається екліптикою), і віссю її обертання - 26 0 26 ꞌ.

(Зміна пір року на Землі)

Місця, де площину небесного екватора перетинається площиною екліптики, позначаються точками весняного ( 21 березня) І осіннього рівнодення ( 23 вересня), Дні і ночі однаково тривалі, і ділянки півкуль, звернені до Сонця, рівномірно освітлені і зігріті, промені Сонця падають на лінію екватора під кутом 90 0. По датах весняного і осіннього рівнодення відраховують астрономічний початок весни і осені в відповідних півкулях.

Ще виділяють точки річного ( 22 червня) І зимового ( 22 грудня) Сонцестояння, промені Сонця стають перпендикулярними НЕ лінії екватора, а Південного і Північного тропіка (південна і північна паралель 23,5 0). У день літнього сонцестояння 22 червня в Північній півкулі до 66,5 паралелі день довший ночі, в Південній півкулі - ніч довша за день, Ця дата - астрономічне початок літа в північних широтах і зими в південних.

22 грудня (день зимового сонцестояння) В Південній півкулі до 66,5 паралелі тривалість дня більше, в Північному північніше до тієї ж паралелі - менше. Дата зимового сонцестояння - астрономічне початок зими в Північній півкулі і початок літа в Південному.

Наше планета перебуває в постійному русі, Вона обертається навколо Сонця і своєї осі. Земна вісь - уявна лінія, проведена від Північного до Південного полюса (вони при обертанні залишаються без руху) під кутом в 66 0 33 ꞌ по відношенню до площини Землі. Люди не можуть помітити момент обертання, тому що всі предмети рухаються паралельно, їх швидкість така ж. Це виглядало б так само, як якщо б ми пливли на кораблі і не помічали рух предметів і об'єктів на ньому знаходяться.

Повний оберт навколо осі завершується протягом одних зоряної доби, що складаються з 23 годин 56 хвилин і 4 секунд. За цей проміжок то одна, то інша сторона планети повертається до Сонця, отримуючи від нього різну кількість тепла і світла. Крім цього обертання Землі навколо осі впливає на її форму (плескаті полюса - результат обертання планети навколо осі) і на відхилення при русі тіл в горизонтальній площині (річки, течії і вітру Південної півкулі відхиляються вліво, Північного - вправо).

Лінійна і кутова швидкість обертання

(обертання Землі)

Лінійна швидкість обертання Землі навколо осі - 465 м / с або 1674 км / год в зоні екватора, у міру віддалення від нього швидкість поступово сповільнюється, на Північному і Південному полюсах вона дорівнює нулю. Наприклад, для громадян екваторіального міста Кіто (столиця Еквадору в Південній Америці) Швидкість обертання якраз 465 м / с, а для москвичів, які живуть на 55-й паралелі на північ від екватора, - 260 м / с (майже в два рази менше).

Щорічно швидкість обертання навколо осі знижується на 4 мілісекунди, що пов'язано з впливом Місяця на силу морських і океанічних відливів і припливів. Тяжіння Місяця «тягне» воду в напрямку, протилежному до осьового обертання Землі, утворюючи незначну силу тертя, що сповільнює швидкість обертання на 4 мілісекунди. Швидкість кутового обертання залишається скрізь однаковою, її значення - 15 градусів за годину.

Чому день змінюється вночі

(Зміна дня і ночі)

Час повного оберту Землі навколо осі - одні зоряна доба (23 години 56 хвилин 4 секунди), за цей часовий проміжок освітлена Сонцем сторона спочатку знаходиться «у владі» дня, тіньова - ночі, а потім навпаки.

Якщо Земля оберталася б по іншому і одна її сторона була постійно повернена до Сонця, то там би була висока температура (до 100 градусів Цельсія) і вся вода б випарувалася, на інший би стороні - навпаки лютували морози і вода перебувала під товстим шаром льоду. І перші, і другі умови були б неприйнятні для розвитку життя і існування людського виду.

Чому змінюються пори року

(Зміна пір року на Землі)

Внаслідок того що вісь нахилена по відношенню до земної поверхні під певним кутом, її ділянки отримують в різний час різна кількість тепла і світла, що обумовлює зміну пір року. За астрономічним параметрам, необхідним для визначення пори року, за точку відліку беруть деякі моменти часу: для літа та зими це Дні сонцестояння (21 червня і 22 грудня), для весни та осені - Рівнодення (20 березня і 23 вересня). З вересня по березень Північна півкуляповернуто до Сонця меншу кількість часу і відповідно отримує менше тепла і світла, здрастуй зимушка-зима, Південна півкуля в цей час отримує багато тепла і світла, хай живе літо! Проходить 6 місяців і Земля переходить на протилежну точку своєї орбіти і вже Північна півкуля отримує більше тепла і світла, дні стають довшими, Сонце піднімається вище - настає літо.

Якби Земля була розташована по відношенню до Сонця виключно у вертикальному положенні, то пір року взагалі б не існувало, адже всі крапки на освітленій Сонцем половині отримували б однакове і рівномірну кількість тепла і світла.