Ruch obiegowy i obrotowy Ziemi Ruch obrotowy i obiegowy Ziemi Ruch obiegowy W starożytności uważano, że wszystkie ciała niebieskie wraz ze Słońcem poruszają się wokół Ziemi. Jest to tzw. teoria geocentryczna. Dopiero w XVI w. Mikołaj Kopernik odkrył, że to Ziemia wraz z pozostałymi planetami krąży wokół Słońca. Teoria ta nazwana została heliocentryczną od słowa Helios oznaczającego po grecku Słońce. Ziemia wykonuje ruch obiegowy wokół Słońca po eliptycznej drodze zwanej orbitą. Czas pełnego obiegu Ziemi wynosi 365 dni, 5 godzin i 49 minut i nosi nazwę roku. Przyjęto, że rok kalendarzowy trwa równo 365 dni, dlatego w ciągu 4 lat z pozostałych godzin uzyskuje się jedną dobę, która dodawana do miesiąca lutego sprawia, że mamy tzw. rok przestępny trwający 366 dni. Strona 1/8
Oś Ziemi jest nachylona względem płaszczyzny orbity pod stałym kontem 66 33. Nachylenie to powoduje, że kąt padania promieni słonecznych w poszczególnych regionach świata zmienia się w ciągu roku. Największy kąt z jakim promienie Słoneczne mogą padać na Ziemię wynosi 90. Mówimy wtedy, że Słońce góruje w zenicie. Sytuacja taka może mieć miejsce tylko na obszarach między zwrotnikiem Raka na północy i zwrotnikiem Koziorożca na południu. Tylko dwa razy do roku 21 marca i 23 września Ziemia znajduje się w takim położeniu, że promienie słoneczne padają prostopadle na równik. Wtedy to na całej kuli ziemskiej dzień i noc będą tej samej długości czyli trwać będą równo po 12 godzin. Konsekwencją ruchu obiegowego Ziemi są zmiany wysokości słońca nad horyzontem w momencie górowania a tym samym ilości ciepła dostarczanego do powierzchni Ziemi w ciągu roku. Na tej podstawie wyznaczone są astronomiczne pory roku. Daty ich rozpoczęcia są jednakowe na całej kuli ziemskiej i przyjmuje się następujące daty ich pierwszych dni: wiosna 21 marca lato 22 czerwca jesień 23 września zima 22 grudnia Strona 2/8
Na półkuli północnej astronomiczne pory roku pokrywają się z kalendarzowymi natomiast na półkuli południowej mamy do czynienia z półrocznym przesunięciem w stosunku do pór kalendarzowych. Czyli, że lipiec i sierpień są tam typowymi miesiącami zimowymi a styczeń i luty miesiącami letnimi. 21 marca występuje zjawisko równonocy wiosennej. Na całej kuli Ziemskiej dzień i noc trwają równo po 12 godzin. Słońce góruje w zenicie na równiku. Na półkuli północnej rozpoczyna się wiosna a na południowej zgodnie z wcześniejszymi wyjaśnieniami rozpoczynać będzie się jesień. W rejonie bieguna północnego rozpoczyna się dzień polarny a bieguna południowego noc polarna. 22 czerwca jest dniem przesilenia letniego. Promienie słoneczne padają pod kątem prostym na Zwrotnik Raka a więc Ziemia zwrócona jest do Słońca biegunem północnym. Na półkuli północnej dzień trwa najdłużej a noc najkrócej i rozpoczyna się lato. Na półkuli południowej natomiast rozpoczyna się zima i sytuacja jest odwrotna. Strona 3/8
23 września występuje zjawisko równonocy jesiennej. Słońce znów góruje w zenicie na równiku. W kolejnych dniach na półkuli południowej trwać będzie wiosna a na półkuli północnej jesień. Strona 4/8
22 grudnia w dniu przesilenia zimowego Słońce góruje w zenicie na Zwrotniku Koziorożca. Na półkuli północnej dzień trwa najkrócej a noc najdłużej i rozpoczyna się zima. Na Półkuli południowej natomiast noc jest najkrótsza a dzień najdłuższy i rozpoczyna się lato. Z Strona 5/8
biegiem czasu na półkuli północnej dzień staje się coraz dłuższy aż do 21 marca i równonocy wiosennej. W ten sposób po 365 dniach, 5 godzinach i 49 minutach Ziemia wykonała pełny obrót wokół Słońca i minął rok. Najmniejsze różnice w długości trwania dnia i nocy występują na obszarach pomiędzy zwrotnikami. Na równiku przez cały rok Słońce wschodzi i zachodzi dokładnie o tej samej godzinie. Zarówno w Polsce jak i w innych umiarkowanych szerokościach geograficznych różnica między najdłuższym a najkrótszym dniem w roku wynosi ok. 8 godzin. Na biegunach przez pół roku Słońce w ogóle nie wschodzi trwa noc polarna a przez pozostałe sześć miesięcy wciąż jest widoczne na niebie i trwa polarny dzień. Korzystając z odpowiednich wzorów można z łatwością wyliczyć jak wysoko nad horyzontem będzie Słońce w pierwszych dniach kolejnych pór roku w dowolnym miejscu na Ziemi. Dni obserwacji Półkula północna Półkula południowa 21 marca, 23 września h=90 -φ h=90 -φ 22 czerwca h=90 -φ+23 27 h=90 -φ-23 27 22 grudnia h=90 -φ-23 27 za h przyjmujemy wysokość Słońca nad horyzontem a φ to szerokość geograficzna miejsca obserwacji h=90 -φ+23 27 Ruch obrotowy Poza ruchem obiegowym wokół Słońca kula Ziemska wykonuje także ruch wokół własnej osi. Ruch ten nazywany także ruchem wirowym odbywa się z zachodu na wschód, a więc w kierunku przeciwnym niż pozorny ruch Słońca i gwiazd. Wszystkim nam wydaje się, że Słońce od rana wznosi się po łuku a po południu zaczyna powoli opadać ku linii widnokręgu i w końcu chowa się. To właśnie zjawisko nazywać będziemy ruchem pozornym lub widomym. W rzeczywistości to Ziemia się obraca a jej pełny obrót trwa dobę czyli 24 godziny. Strona 6/8
Prędkość tego obrotu jest różna w zależności od szerokości geograficznej. Na równiku wynosi ona 1666km/h a im bliżej biegunów tym prędkość ta maleje. Prędkość ta jest dla człowieka nieodczuwalna dzięki temu, że wraz z Ziemią obraca się także atmosfera. Następstwem ruchu obrotowego jest występowanie dnia i nocy. Ziemia obraca się a promienie Słoneczne padają na kolejne jej części i tak gdy w jednym miejscu jest dzień to po przeciwnej stronie Ziemi panuje noc. W zależności od pory roku wschody i zachody Słońca widoczne są w innych miejscach na horyzoncie, zmienia się również jego wysokość podczas górowania. Następstwem ruchu obrotowego jest także spłaszczenie biegunów Ziemi. Z tego właśnie powodu Ziemia nie jest okrągła a ma kształt geoidy. Dzieje się tak za sprawą siły odśrodkowej towarzyszącej ruchowi obrotowemu. Strona 7/8
Na każde ciało poruszające się po powierzchni Ziemi działa siła, którą od nazwiska jej odkrywcy nazwano siłą Coriolisa. Powoduje ona odchylanie wiatrów i prądów morskich na półkuli północnej w prawo a na półkuli południowej w lewo. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Strona 8/8