ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОСЛЕДСТВИЯ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2026

Поступательное движение Земли является смещением , что планета делает вокруг Солнца Наряду с вращательным движением вокруг своей собственной оси, он является одним из двух основных движений , которые он выполняет в пространстве. Он периодический, поскольку чуть более чем за год Земля завершает оборот по орбите.

Движение Земли влияет на повседневную жизнь всех населяющих ее живых существ. Эти движения всегда были поводом для дискуссий и дебатов среди людей, оказывая влияние на научную мысль каждой существующей цивилизации.

Рисунок 1. Движение наземного перевода вызывает сезонные изменения. Источник: Public Domain Pictures.

Великие ученые и астрономы, такие как Николай Коперник, Фиолай Кротонский, Гиппарх Никейский, Джеймс Брэдли, Иоганнес Кеплер, Исаак Ньютон, интересовались во время своих исследований движений Земли, включая перевод.

характеристики

Среди наиболее важных характеристик поступательного движения:

- Орбита, описываемая Землей, является эллиптической, и Солнце находится в одном из фокусов, как это определено законами движения планет Кеплера. Наблюдатель на северном полюсе сказал бы, что он делает это против часовой стрелки (левша).

- Общая длина эллиптической орбиты составляет около 930 миллионов километров.

- Эксцентриситет этого эллипса настолько мал (он был рассчитан на 0,017), что орбиту Земли можно довольно хорошо аппроксимировать как длину окружности, приблизительный радиус которой составляет около 150 x 10 ⁶ км. Если орбита нарисована точно, ее нельзя визуально отличить от окружности. Фактически, малая полуось орбиты составляет приблизительно 99,98% длины большой полуоси.

- Земля следует по этому пути со скоростью около 30 км / с в плоскости, называемой эклиптикой, перпендикуляр которой при прохождении через центр Земли определяет полюса эклиптики. Ось вращения Земли наклонена по отношению к этой линии примерно на 23,5º, в результате чего северное полушарие подвергается большему воздействию солнечных лучей в летние месяцы и, наоборот, зимой.

происхождения

Причина, по которой Земля описывает эллиптическую орбиту вокруг звездного царя, заключается в гравитационном притяжении, которое это оказывает на нее, и в природе этой силы, которая зависит от обратного квадрата расстояния 1 / r ² .

К концу 16 века немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630) обнаружил, что реальные траектории движения планет вокруг Солнца были эллиптическими. И этот факт позже дал Исааку Ньютону основу для установления всемирного закона тяготения.

Эллипс - это геометрическое место точек, в которых сумма расстояний до двух точек, называемых фокусами, постоянна. На орбите Земли Солнце находится в одном из фокусов.

Чем более плоский эллипс, тем больше различий между большой и малой полуосями. Эксцентриситет эллипса - это параметр, который измеряет эту характеристику. Если это 0, то есть наименьшее возможное значение, это круг.

Даже имея небольшой эксцентриситет, Земля проходит в течение января через точку, которая находится ближе всего к Солнцу, называемую перигелием, на расстоянии 147,1 миллиона километров от Солнца. А афелий самый дальний, он происходит в июле и имеет размеры 152,6 миллиона. км.

Период поступательного движения Земли

Законы Кеплера для движения планет были установлены эмпирически на основе бесчисленных измерений. Они устанавливают, что:

- Планетарные орбиты эллиптические

- Площадь, охватываемая радиус-вектором в течение определенного промежутка времени, одинакова на протяжении всего движения.

- Квадрат периода (T ² ) пропорционален кубу среднего расстояния между планетой и Солнцем (r ³ ), будучи C константой пропорциональности, одинаковой для любой планеты:

Величину C можно рассчитать, используя уже известные данные для Земли, а ее единицы в Международной системе - с ² / м ³ .

последствия

Движение Земли тесно связано с измерением времени и сезонными изменениями климата, в которых температура и часы света и темноты меняются. Оба фактора и их периодичность привели к тому, что деятельность человека регулируется временами, установленными в календарях.

Поступательное движение определяет продолжительность года, в течение которого сезоны сменяют друг друга, а звезды на небе меняются. Летом те, которые видны ночью, «восходят» на востоке и «заходят» утром на западе, зимой делают наоборот.

Точно так же климат претерпевает изменения в зависимости от времени воздействия солнечных лучей на земную поверхность. Станции представляют собой комбинированный эффект поступательного движения Земли и наклона оси вращения относительно плоскости орбиты.

Календарь

Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 дней, 5 часов, 48 минут и 45,6 секунды. При этом предполагается, что Солнце берется за точку отсчета, которая будет считаться фиксированной.

Это определение «солнечного года» или «тропического года», времени между двумя последовательными весенними равноденствиями. Равноденствия - это время года, когда день и ночь имеют одинаковую продолжительность в любой точке планеты. Они происходят 22 марта и 22 сентября.

Поскольку это время превышает 365 дней, но необходимо поддерживать солнцестояния и равноденствия примерно в одни и те же дни в году и чтобы оно состояло из целого числа дней, вводится понятие «високосный год».

Каждый год добавляется еще около 6 часов, так что через 4 года накапливаются 24 часа или полный день: год из 366 дней или високосный. Дополнительный день отводится на февраль.

С другой стороны, «астрономический год» измеряется временем, за которое Земля дважды подряд проходит через одну и ту же точку. Но не этот год определяет календарь.

Времена года и зональное деление земель

Поступательное движение Земли, плюс наклон оси вращения по отношению к полюсам эклиптики (наклон эллиптической плоскости), заставляет планету удаляться от Солнца или приближаться к нему и изменять воздействие солнечных лучей, вызывая сезонам года: равноденствиям и солнцестояниям.

Интенсивность и продолжительность сезонных изменений варьируются в зависимости от места на Земле. Таким образом определяются следующие зональные подразделения:

- Экватор

- тропики

- Умеренный пояс

- Полярные круги.

- полюса

На экваторе лучи Солнца имеют максимальную вертикальность, а дни и ночи имеют одинаковую продолжительность в течение года. В этих точках изменения климата зависят от высоты над уровнем моря.

По мере того, как он движется к полюсам, солнечные лучи падают все более наклонно, вызывая изменения температуры, а также неравенство между продолжительностью дня и ночи.

Солнцестояния

Солнцестояние - это два времени в году, когда Солнце достигает своей наивысшей или самой низкой видимой высоты в небе, а продолжительность дня или ночи является максимальной в году (летнее и зимнее солнцестояние соответственно).

В Северном полушарии они проходят 20-23 июня летом и 21-22 декабря зимой. В первом случае Солнце находится на максимальной высоте в полдень на воображаемой линии, известной как Тропик Рака (самый длинный день в году), а во втором его высота минимальна.

Рисунок 2. Схема Земли во время летнего солнцестояния. Солнечные лучи освещают северный полюс, в то время как южный полюс остается темным. Источник: Wikimedia Commons.

Даты имеют небольшие вариации из-за другого движения Земли: прецессии.

В это время солнечные лучи сильнее падают в северном полушарии (летом) и, наоборот, в южном полушарии (зимой). Со своей стороны, Солнце всегда видно на северном полюсе, в то время как южный полюс не освещен, как видно на рисунке.

В Южном полушарии ситуация обратная: с 20 по 21 декабря солнце находится в самой высокой точке в полдень над тропиком Козерога, когда летнее солнцестояние сменяется жарким сезоном. А с 20 по 21 июня он минимальный, это день зимнего солнцестояния (самая длинная ночь в году).

Во время зимнего солнцестояния северный полюс остается темным, в то время как на южном полюсе лето и дневной свет постоянно.

Рисунок 3. Во время зимнего солнцестояния в северном полушарии солнечные лучи освещают Антарктиду. Источник: Wikimedia Commons.

Равноденствия

Во время равноденствий Солнце достигает своего зенита или высшей точки, перпендикулярной экватору, поэтому солнечное излучение падает с одинаковым наклоном в обоих полушариях.

Это происходит с 21 по 22 марта: весеннее равноденствие для северного полушария и осеннее равноденствие для южного полушария и 22-23 сентября наоборот: осень для севера и весна для юга.

Рис. 4. Во время равноденствия дни и ночи имеют одинаковую продолжительность. Источник: Wikimedia Commons.

Во время равноденствий Солнце встает на Востоке и заходит на Западе. На рисунке видно, что освещение равномерно распределяется в обоих полушариях.

Продолжительность четырех сезонов примерно одинакова в днях, в среднем около 90 дней с небольшими вариациями.

Ссылки

1. Агилар, А. 2004. Общая география. Второй. Издание. Прентис Холл. 35-38.
2. Как быстро движется Земля? Получено с: scientificamerican.com
3. Остер, Л. (1984). Современная астрономия. Редакция Reverte. 37-52.
4. Типлер П. Физика для науки и техники. Том 1. 5-е. Издание. 314-316.
5. Туссен, Д. Три движения Земли. Получено с: eso.org.