Plik ruch obrotowy ziemi to ten, który porusza się wokół naszej planety Oś Ziemi w kierunku zachodnio-wschodnim i trwa około jednego dnia, a konkretnie 23 godziny, 56 minut i 3,5 sekundy.
Ten ruch, wraz z translacją wokół Słońca, jest najważniejszy, jaki posiada Ziemia. W szczególności ruch obrotowy ma duży wpływ na codzienne życie istot żywych, ponieważ powoduje powstawanie dni i nocy.
Dlatego każdy przedział czasowy ma określoną ilość oświetlenia słonecznego, co jest tak powszechnie nazywane dzień, i brak światła słonecznego lub noc. Rotacja Ziemi niesie również zmiany temperatury, ponieważ dzień to okres ocieplenia, a noc to okres ochładzania..
Okoliczności te stanowią kamień milowy we wszystkich żywych istotach zamieszkujących planetę, dając początek wielu adaptacjom w zakresie nawyków życiowych. Zgodnie z nim firmy ustalają okresy działalności i odpoczynku zgodnie ze swoimi zwyczajami i wpływem otoczenia..
Oczywiście jasne i ciemne strefy zmieniają się wraz z ruchem. Dzieląc 360º, który ma obwód, między 24 godziny, do których zaokrągla się dzień, okazuje się, że w ciągu 1 godziny Ziemia obróciła się o 15º w kierunku zachód-wschód.
Dlatego też, jeśli przemieszczamy się na zachód 15º, to godzinę wcześniej, odwrotnie dzieje się, gdy jedziemy na wschód.
Prędkość obrotu Ziemi wokół własnej osi oszacowano na 1600 km / h na równiku, z następczym spadkiem w miarę zbliżania się do biegunów, aż do zaniku na samej osi obrotu..
Indeks artykułów
Powód, dla którego Ziemia obraca się wokół własnej osi, tkwi w pochodzeniu Układu Słonecznego. Prawdopodobnie Słońce spędziło dużo czasu dopiero po tym, jak grawitacja umożliwiła jego narodziny z amorficznej materii zamieszkującej przestrzeń. Gdy Słońce się uformowało, uzyskało rotację zapewnianą przez prymitywną chmurę materii..
Część materii, która dała początek gwiazdy, została zagęszczona wokół Słońca, tworząc planety, które również miały swój udział w pędzie pierwotnym obłoku. W ten sposób wszystkie planety (w tym Ziemia) mają swój własny ruch obrotowy w kierunku zachód-wschód, z wyjątkiem Wenus i Urana, które obracają się w przeciwnym kierunku..
Niektórzy uważają, że Uran zderzył się z inną planetą o podobnej gęstości i w wyniku uderzenia zmienił swoją oś i kierunek obrotu. Na Wenus istnienie pływów gazowych może wyjaśniać, dlaczego kierunek rotacji powoli zmieniał się w czasie.
Pęd kątowy jest tym, czym w ruchu obrotowym jest pęd liniowy. Dla ciała obracającego się wokół stałej osi, takiej jak Ziemia, jego wielkość jest wyrażona wzorem:
L = Iω
W tym równaniu L jest momentem pędu (kg.mdwa/ s), ja jest moment bezwładności (kg.mdwa) Y w jest prędkością kątową (w radianach / s).
Moment pędu jest zachowany, o ile na układ nie działa żaden moment obrotowy netto. W przypadku powstania Układu Słonecznego, Słońce i materia, która dała początek planetom, uważane są za układ izolowany, na którym żadna siła nie spowodowała zewnętrznego momentu obrotowego.
Zakładając, że Ziemia jest idealną kulą i zachowuje się jak ciało sztywne i korzystając z dostarczonych danych, należy wyznaczyć jej moment obrotowy: a) wokół własnej osi oraz b) w ruchu postępowym wokół Słońca.
Dane: moment bezwładności kuli = Ikula = (2/5) MRdwa; masa lądu M = 5,972 1024 Kg, promień Ziemi R = 6371 km; średnia odległość między Ziemią a Słońcem R.m = 149,6 x 106 Km.
a) Najpierw należy rozpatrzyć moment bezwładności Ziemi jako kulę o promieniu R i masie M.
I = (2/5) ' 5 972 1024 Kg '(6371„103 Km)dwa = 9,7 „1037 kg. mdwa
Prędkość kątową oblicza się w następujący sposób:
ω = 2π/ T
Gdzie T jest okresem ruchu, który w tym przypadku wynosi 24 godziny = 86400 s, a zatem:
ω = 2π/ T = 2π/ 86400 s = 0,00007272 s-1
Moment pędu obrotu wokół własnej osi wynosi:
L = 9,7 „1037 kg. mdwa' 0,00007272 sekundy-1 = 7,05„1033 kg. mdwa/ s
b) Jeśli chodzi o ruch postępowy wokół Słońca, Ziemię można uznać za obiekt punktowy, którego moment bezwładności jest I = M.Rdwam
I = M.Rdwam= 5 972 1024 Kg'(149,6 ' 106 × 1000 m)dwa = 1,33„1047kg. mdwa
W ciągu roku jest 365 ×24 × 86400 s = 3,1536 × 107 s, orbitalna prędkość kątowa Ziemi wynosi:
ω = 2π/ T = 2π/3,1536 × 107 s = 1,99 ×10-7 s-1
Przy tych wartościach orbitalny moment pędu Ziemi wynosi:
L = 1,33„1047kg. mdwa × 1 .99 × 10-7 s-1 = 2,65 × 1040 kg. mdwa/ s
Jak wspomniano powyżej, następstwo dni i nocy wraz ze zmianami godzin światła i temperatury są najważniejszą konsekwencją ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi. Jednak jego wpływ wykracza nieco poza ten decydujący fakt:
- Rotacja Ziemi jest ściśle związana z kształtem planety. Ziemia nie jest idealną kulą jak kula bilardowa. Gdy się obraca, rozwijają się siły, które deformują go, powodując wybrzuszenie na równiku, aw konsekwencji spłaszczenie na biegunach..
- Deformacja Ziemi powoduje niewielkie wahania wartości przyspieszenia ziemskiego sol w różnych miejscach. Na przykład wartość sol jest większa na biegunach niż na równiku.
- Ruch obrotowy ma duży wpływ na rozkład prądów oceanicznych i silnie wpływa na wiatry, ponieważ masy powietrza i wody doświadczają odchyleń od ich trajektorii zarówno zgodnie z ruchem wskazówek zegara (półkula północna), jak i zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Kierunek przeciwny (półkula południowa).
- Plik strefy czasowe, w celu regulowania upływu czasu w każdym miejscu, ponieważ różne obszary Ziemi są oświetlane przez słońce lub zaciemniane.
Efekt Coriolisa jest konsekwencją obrotu Ziemi. Ponieważ we wszystkich obrotach występuje przyspieszenie, Ziemia nie jest uważana za inercjalny układ odniesienia, co jest potrzebne do zastosowania praw Newtona.
W tym przypadku pojawiają się tak zwane pseudo-siły, czyli siły, których pochodzenie nie jest fizyczne, np. Siła odśrodkowa, jakiej doświadczają pasażerowie samochodu, gdy pokonuje zakręt i czują, że są odchyleni w jedną stronę..
Aby zwizualizować jego skutki, rozważmy następujący przykład: na platformie znajdują się dwie osoby A i B, obracające się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, obie w spoczynku względem niej. Osoba A rzuca piłkę do osoby B, ale kiedy piłka dotrze do miejsca, w którym znajdowała się B, to już się poruszyła i została odbita na odległość. s, przechodząc za B.
Siła odśrodkowa nie jest w tym przypadku odpowiedzialna, działa już poza środkiem. Jest to siła Coriolisa, której efektem jest boczne odchylenie piłki. Zdarza się, że zarówno A, jak i B mają różne prędkości wznoszenia, ponieważ znajdują się w różnych odległościach od osi obrotu. Prędkość B jest większa i są one określone wzorem:
vDO = ωRDO ; vb = ωRb
Przyspieszenie Coriolisa ma znaczący wpływ na ruch mas powietrza, a zatem wpływa na klimat. Dlatego ważne jest, aby wziąć to pod uwagę, badając, jak poruszają się prądy powietrzne i prądy oceaniczne..
Ludzie mogą również tego doświadczyć, próbując chodzić po obrotowej platformie, takiej jak poruszająca się karuzela..
W przypadku pokazanym na poprzednim rysunku załóżmy, że grawitacja nie jest brana pod uwagę, a ruch jest wizualizowany z bezwładnościowego układu odniesienia, znajdującego się na zewnątrz platformy. W tym przypadku ruch wygląda następująco:
Odchylenie doświadczane przez piłkę od pierwotnej pozycji osoby B to:
s = sb - sDO = vt = (vb - vDO) t = (ωRb - ωRDO) t = = ω(Rb - RDO) t
Ale Rb - RDO = vt, a następnie:
s = ω .(vt). t = ωvtdwa
Jest to ruch o prędkości początkowej 0 i stałym przyspieszeniu:
s = ½ aCoriolisa tdwa
doCoriolisa = 2ω.v
Jeszcze bez komentarzy