Вращение Земли

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Архангельской области

«Северодвинский техникум социальной инфраструктуры»

(ГАПОУ АО «СТСИ»)

Реферат по учебной дисциплине «Астрономия»

по теме «Вращение Земли»

Выполнил: Антонов Александр      

обучающийся I курса гр. 105/106

Профессия СПО «Слесарь по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)»

Руководитель: Масько Т.И., преподаватель

Северодвинск 2020

Содержание

Введение

Земля, как и любой другой небесный объект, находится в постоянном движении. Даже если мы, люди, не чувствуем этого, планета вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца с огромной скоростью. Не ощущаем это мы потому, что это подобно самолету или машине — мы движемся с той же скоростью, что и транспорт, из-за этого и рождается иллюзия статики.              

Актуальность вопроса вращения Земли состоит в наблюдении смены дня и ночи и смены времен года на нашей планете.                  

Цель работы заключается в объяснении изменения дат в календарях сложностью траектории движения Земли

Задачи решаемые в ходе исследования:

- изучить источники по данной теме;

- разобраться с причинами смены дня и ночи и сменой времен года,

- выяснить причину изменения скорости движения Земли,

- выяснить почему у динозавров дни были короче.            

Объект исследования: движение Земли и его влияние на нашу жизнь.

Методы исследования: анализ научной литературы, наблюдения во времени.

1 История изучения суточного вращения Земли

  Объяснение суточного вращения небосвода вращением Земли вокруг оси впервые было предложено представителями пифагорейской школы, сиракузянами Гикетом и Экфантом. Согласно некоторым реконструкциям, вращение Земли утверждал также пифагореец Филолай из Кротона (V век до н. э.). Высказывание, которое можно трактовать как указание на вращение Земли, содержится в Платоновском диалоге Тимей.

Примерно столетие спустя предположение о вращении Земли стало составной частью первой гелиоцентрической системы мира, предложенной великим астрономом Аристархом Самосским (III век до н. э.). Аристарха поддержал вавилонянин Селевк (II век до н. э.), также, как и Гераклид Понтийский, считавший Вселенную бесконечной. О том, что идея суточного вращения Земли имела своих сторонников ещё в I веке н. э., свидетельствуют некоторые высказывания философов Сенеки, Деркиллида, астронома Клавдия Птолемея. Подавляющее большинство астрономов и философов, однако, не сомневалось в неподвижности Земли.

Аргументы против идеи движения Земли имеются в произведениях Аристотеля и Птолемея. Так, в своем трактате «О Небе» Аристотель обосновывает неподвижность Земли тем, что на вращающейся Земле брошенные вертикально вверх тела не могли бы упасть в ту точку, из которой началось их движение: поверхность Земли сдвигалась бы под брошенным телом. Другой довод в пользу неподвижности Земли, приводимый Аристотелем, основан на его физической теории: Земля является тяжелым телом, а для тяжелых тел свойственно движение к центру мира, а не вращение вокруг него.

Объяснение суточного вращения небосвода вращением Земли вокруг оси впервые было предложено представителями пифагорейской школы, сиракузянами Гикетом и Экфантом. Согласно некоторым реконструкциям, вращение Земли утверждал также пифагореец Филолай из Кротона (V век до н. э.). Высказывание, которое можно трактовать как указание на вращение Земли, содержится в Платоновском диалоге Тимей.

Возможность вращения Земли рассматривали многие ученые мусульманского Востока. Так, известный геометр ас-Сиджизи изобрел астролябию, принцип действия которой основан на этом предположении. Некоторые исламские ученые (имена которых до нас не дошли) даже нашли правильный способ опровержения основного довода против вращения Земли: вертикальности траекторий падающих тел.

По существу, при этом был высказан принцип суперпозиции движений, согласно которому любое перемещение можно разложить на два или несколько составляющих: по отношению к поверхности вращающейся Земли падающее тело двигается по отвесной линии, но точка, являющаяся проекцией этой линии на поверхность Земли, переносится бы её вращением. Об этом свидетельствует знаменитый ученый-энциклопедист ал-Бируни, который сам, однако, склонялся к неподвижности Земли.

2 Причина вращения Земли

Су́точное враще́ние Земли́ — вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни звёздные сутки, наблюдаемым проявлением чего является суточное вращение небесной сферы.

Вращение Земли происходит в том же направлении, что и движение планеты Земля вокруг Солнца — с запада на восток, то есть при наблюдении с Полярной звезды или северного полюса эклиптики.

При наблюдении с северного полюса вращение Земли происходит против часовой стрелки.

Изящное 24-часовое вращение Земли вокруг своей оси — одна из причин, почему наша родная планета обитаема. Во многом именно это позволило развиться жизни, благодаря созданию благоприятной температуры, которая достигается постоянной сменой дня и ночи.

Не стоит забывать, что не только Земля имеет такую особенность — каждая планета в Солнечной системе имеет свое уникальное вращение. К примеру, на крошечном Меркурии, который находится ближе всего к Солнцу, одно вращение происходит за 59 земных дней, а на Венере — вообще 243, и кроме того ее движение происходит в обратном направлении.

Изначально Солнечная система представляла из себя просто огромное облако пыли и газа, которое со временем начало разрушаться, превращаясь в гигантский диск. Он в свою очередь постоянно увеличивал свою скорость вращения. Солнце сформировалось в центре, а планеты начали собираться в отдалении от него. Все объекты, из которых состоит наша система, находятся на одной и той же плоскости и двигаются в одном направлении потому, что все они произошли из одного диска космической пыли.

Пока происходил процесс формирования планет и других небесных тел, спокойствия в Солнечной системе не было никакого, так как обломки постоянно сталкивались друг с другом, что приводило к их вращению. Иногда гравитация больших обломков завлекала маленькие — так появились спутники.

3 Скорость вращения Земли

Земля постоянно замедляет свое вращение.

Скорость является понятием относительным, потому что всегда требуется определенная точка отсчета, чтобы ее рассчитать. Для расчета скорости вращения вокруг своей оси, берется вращение относительно центра планеты.

Земля совершает один оборот за 23 часа 56 минут и 4.09053 секунды, что называется звездным периодом. Окружность планеты равна 40 075 километров. Для того, чтобы рассчитать скорость, потребуется разделить окружность на время, тогда получается примерно 1674 км/ч или же 465 м/с.

Окружность планеты меняется в зависимости от широты, так как Земля сужается ближе к полюсам. Поэтому планета кружится с разной скоростью на разных широтах! Чем меньше радиус, тем меньше скорость. Так на Северном полюсе и Южном полюсе скорость вращения практически равна нулю.

Для того чтобы  узнать скорость вращения, которая может достигаться на иной широте, то для это потребуется лишь умножить косинус этой широты  на скорость вращения планеты на экваторе (1674 км/ч). Так косинус 45 0 равен 0,7071 и получатся, что скорость на этой широте: 1674х0,7071=1183,7 км/ч.

Космические агентства предпочитают использовать вращение Земли вокруг своей оси для своего преимущества. Так как скорость вращения наибольшая в районе экватора, то и ресурсов для подъема космического корабля с нулевой широты требуется меньшее.

Таким образом становится понятным что у динозавров дни были короче поскольку Земля вокруг своей оси вращалась быстрее. Постоянное вращение вокруг собственной оси и вокруг Солнца постепенно оттачивало форму Земли, превращая в шар. В то время Земля находилась в пространстве намного ближе к Солнцу и обладала другим климатом. Поскольку скорость вращения Земли была выше нынешней, время суток и год по длине существенно отличались от текущих.

4 Система Земля – Луна

Между любыми небесными телами наблюдается выполнение закона всемирного тяготения: между двумя телами возникает сила притяжения, которая прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними 

Вследствие этого закона Земля и Луна притягиваются друг к другу, тем самым уменьшая расстояние.

Ученые-космологи  подсчитали, что ежегодно Луна приближается к Земле на 1 сантиметр.

По их подсчетам, в случае, если Луна продолжит с аналогичной скоростью сокращать расстояние между собой и Землей, то через 65 млрд лет она просто рухнет на Землю.

Как известно из физики, просто "упасть" на Землю Луна не сможет, поскольку при максимальном сближении с Землей, этот ее спутник будет просто разорван на кусочки земной гравитацией, превратив их в гигантские метеориты.

К тому же, умирающее Солнце, как уже давно предрекли эксперты, станет белым карликом, который и уничтожит нашу планету гораздо раньше Луны.

Влиянии Луны на океанские приливы и отливы, которые станут увеличиваться, что породит волны, которые начнут запросто смывать не только мегаполисы, а целые континенты.

Столкновение Луны и астероида может способствовать уменьшению расстояния между этими двумя небесными телами, что положит начало природным катаклизмам.

5 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.

Кроме того Земля постепенно отдаляется от Солнца, что является так же причиной замедления ее скорости вращения вокруг Солнца (выполняются законы Кеплера)

 Движение Земли состоит не только из ее собственного вращения, но еще и движения вокруг Солнца.  Земля находится примерно на расстоянии 149 600 000 километров от звезды.

Весь путь вокруг звезды наша планета совершает за 365,256 дней со скоростью равной 108 000 км/ч или 30 км/с.

Солнечная система не является каким-то статическим объектом, который не двигается. На самом деле одновременно со всеми вращениями, которые происходят в системе, она сама движется с огромной скоростью.

Солнце находится на расстоянии примерно равном 26 000 световых лет от центра галактики Млечный Путь, ширина которой составляет примерно от 80 000 до 120 000 световых лет. А толщина ее составляет 7 000 световых лет. Наша система находится на одном из дальних рукавов ближе к краю. Ей требуется примерно 200-250 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг центра нашей галактики. На этой орбите Солнечная система движется со скоростью около 250 км/с.

Таким образом Земля движется вокруг своей оси, вокруг Солнца, вместе с Солнцем вокруг центра Галактики и вместе с галактикой причем с непостоянной скоростью.

Заключение

Гравитация на Земле не везде одинаковая. Наша планета имеет сферическую форму и за счет вращения вокруг оси, Земля немножко приплюснута у полюсов. Скорость на самой широкой окружности должна быть наивысшей — такой окружностью является экватор. Гравитация на экваторе на 0.3% сильнее.

Остановка планеты невозможна в ближайшие несколько миллиардов лет. Но если вращение самого небесного тела резко прекратиться, то движение атмосферы никто не остановит, поэтому все, что находилось на поверхности земли будет разрушено сильным ветром.

Неизбежно постепенное замедление движения Земли. Наименьшая скорость, до которой может Земля опуститься при вращении вокруг своей оси, равна одному обороту в 365 дней. Тогда одна сторона будет всегда повернута к Солнцу, другая же — как и у Луны.

Если Земля остановится совсем, то скорее всего пропадет магнитное поле, которое создается в первую очередь благодаря спину планеты. Из-за этого мы потеряем радиационные пояса Ван Аллена и северные сияния, что оставит нас совершенно беззащитными перед космической радиацией. В таком случае, при каждом всплеске радиации на Солнце, Земля бы получала такую дозу излучения, что вряд ли бы осталось что-то живое.

₽

Список используемых источников

1. Гурев Г.А.Учение Коперника и религия/ , Г. А. Гурев, М.: Изд-во АН СССР, 1961.
2. Еремеева А. И. , Астрономическая картина мира и её творцы/ А. И. Еремеева, М.: Наука, 1984.
3. Житомирский С. В. Античная астрономия и орфизм/ С. В. Житомирский, М.: Янус-К, 2001.

https://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/kak-vrashhaetsya-zemlya

https://aif.ru/dontknows/eternal/kak_vrashchaetsya_zemlya