Скорость вращения Земли вокруг своей оси и Солнца в км/ч и м/с
Земля всегда находится в движении. Хотя кажется, что мы стоим неподвижно на поверхности планеты, она беспрерывно вращается вокруг своей оси и Солнца. Это движение не чувствуется нами, так как оно напоминает полет в самолете. Мы движемся с той же скоростью, что и самолет, поэтому не ощущаем, что движемся вообще.
С какой скоростью Земля вращается вокруг своей оси?
Земля делает один оборот вокруг своей оси почти за 24 часа (если быть точными, то за 23ч 56 мин 4,09 сек или 23,93 часа). Поскольку окружность Земли на экваторе составляет 40075 км, то любой объект на экваторе вращается со скоростью приблизительно 1674 км в час или примерно 465 метров (0,465 км) в секунду (40075 км делим на 23,93 часа и получаем 1674 км в час).
На Северном полюсе (90 градусах северной широты) и Южном полюсе (90 градусах южной широты), скорость фактически равна нулю, потому что точки полюсов вращаются на очень медленной скорости.
Для того чтобы определить скорость на любой другой широте, просто умножьте косинус широты на скорость вращения планеты на экваторе (1674 км в час). Косинус 45 градусов равен 0,7071, таким образом, умножаем 0,7071 на 1674 км в час и получаем 1183,7 км в час.
Косинус необходимой широты легко определить с помощью калькулятора или посмотреть в таблице косинусов.
Скорость вращения Земли для других широт:
- 10 градусов: 0.9848×1674=1648,6 км в час;
- 20 градусов: 0.9397×1674=1573,1 км в час;
- 30 градусов: 0.866×1674=1449,7 км в час;
- 40 градусов: 0.766×1674=1282,3 км в час;
- 50 градусов: 0.6428×1674=1076,0 км в час;
- 60 градусов: 0.5×1674=837,0 км в час;
- 70 градусов: 0.342×1674=572,5 км в час;
- 80 градусов: 0.1736×1674=290,6 км в час.
Циклическое торможение
Все циклично, даже скорость вращения нашей планеты, которую геофизики могут измерить с точностью до миллисекунд. Вращение Земли, как правило, имеет пятилетние циклы замедления и ускорения, и последний год цикла замедления часто взаимосвязан со всплеском землетрясений по всему миру.
Так как 2018 год является последним в цикле замедление, ученые ожидают в этом году рост сейсмической активности. Корреляция не является причинно-следственной связью, но геологи всегда ищут инструменты, чтобы попытаться предсказать, когда произойдет очередное мощное землетрясение.
Колебания земной оси
Земля при вращении совершает небольшие колебания, поскольку ее ось дрейфует на полюсах. Было замечено, что дрейф земной оси ускорился с 2000 года, двигаясь со скоростью 17 см в год на восток. Ученые установили, что ось по-прежнему движется на восток вместо того, чтобы двигаться вперед и назад из-за комбинированного эффекта таяния Гренландии и Антарктиды, а также потери воды в Евразии.
Дрейф оси, как предполагается, особенно чувствителен к изменениям, происходящим на 45 градусах северной и южной широты. Это открытие привело к тому, что ученые наконец смогли ответить на давний вопрос о том, почему ось вообще дрейфует. Колебание оси на Восток или Запад было вызвано сухими или влажными годами в Евразии.
С какой скоростью Земля движется вокруг Солнца?
В дополнение к скорости вращения Земли вокруг своей оси, наша планета также вращается вокруг Солнца со скоростью около 108000 км в час (или примерно 30 км в секунду), и полностью завершает свою орбиту вокруг Солнца за 365,256 дней.
Только в 16-м веке люди поняли, что Солнце является центром нашей Солнечной системы, и что Земля перемещается вокруг него, а не является неподвижным центром Вселенной.
Источник
Ядерный буксир — разбираем вопросы и заблуждения.
Тема ядерного буксира часто вызывает одни и те же вопросы в комментариях к статьям — приходится повторяться в обсуждениях.
Поэтому, на некоторые из них попробую ответить так, как сам понимаю.
Если что — поправьте.
Космический ядерный буксир — это российский проект многоразовой двигательной установки для транспортировки грузов. Он постоянно находится в космосе, не садится на поверхность планет.
При полётах на очень большие расстояния оказывается быстрее, чем «обычные» ракетные двигатели.
Зачем нужен буксир, если он будет лететь до Луны 200 дней?
200 дней — это время полёта ядерного буксира к Луне при доставке груза до 10 тонн.
Вообще, ядерный буксир проектировался прежде всего для Дальнего космоса. Но, «вдруг», для исследования Луны России потребовалась мощная электростанция .
А, раз такая электростанция уже будет в составе буксира, который может летать сам, то разумно сэкономить на ракете и отправить всю установку к Луне своим ходом.
Да, медленно. А куда торопиться? Людей-то на борту нет.
Поэтому, 200 дней полёта не представляют особой проблемы.
То есть, к пилотируемым полётам на Луну буксир не имеет прямого отношения. Это грузовой транспортник + самоходная электростанция.
Так говорили же, что буксир быстрее?
И это правда, но относительная 🙂
У ядерного буксира очень малая тяга. Однако, топливо в нём расходуется с более высоким КПД, а двигатели могут работать на протяжении всего полёта (условно). То есть, он способен разгоняться длительное время и в итоге достичь более высоких скоростей на больших расстояниях.
Поэтому, при полётах на расстояния примерно до Марса, буксир сравним с ракетами по итоговому времени полёта.
Но, начиная уже с Главного пояса астероидов и дальше, — однозначно придёт к цели раньше аппаратов с ракетными двигателями.
А вот Луна находится слишком близко — буксир просто не успевает набрать скорость. Поэтому космонавты будут летать туда на обычных ракетах, а буксир будет использоваться как беспилотный грузовик.
А куда крепится полезная нагрузка?
Это частный вопрос. Действительно, если посмотреть на изображение стыковочного узла (круг на изображении), то кажется, что там очень мало места между двигателями:
Во-первых, это беспилотный корабль. А значит, нагрузка может быть более компактной — там не нужен большой диаметр для жизненного пространства экипажа.
Во-вторых, никто не мешает вернуться к схеме, когда двигатели разносились на крестовине по сторонам. Просто, сейчас видимо не планируется крупногабаритная нагрузка.
Ядерному буксиру не нужно топливо!
Увы, нужно. Поэтому выше в скобках и было написано «условно» насчёт постоянного разгона во время полёта.
Да, сама ядерная установка заряжается один раз и дозаправки не требует. НО, она вырабатывает электричество, которое питает ионные (плазменные) двигатели, которые выбрасывают из себя разогнанный до высоких скоростей ксенон. И вот эти запасы ксенона — конечны.
Кстати, поэтому буксир видимо придётся иногда заправлять, ведь он делается как многоразовый грузовик для многолетней работы. Использование обычных ракет в качестве буксиров невыгодно.
Так что, с этой точки зрения, ядерный буксир — это всё та же ракета с горючим, только гораздо более выгодная.
Ядерный буксир долетит до звёзд?
(за разумное время. )
Из предыдущего ответа понятно: всё упирается в мощность двигателей и запасы топлива.
Поскольку топливо для ионных двигателей рано или поздно израсходуется, то буксир не сможет разгоняться всю первую половину пути, достигая сверхвысоких скоростей и потом тормозить всю вторую половину полёта.
Ему нужно израсходовать половину топлива на разгон. Затем сколько-то времени лететь с набранной скоростью. А в конце тормозить примерно столько же, сколько длился разгон.
То есть, увы, — максимальная скорость у буксира ограничена. Поэтому неправильно мечтать, что при постоянном ускорении буксир разгонится до скоростей, сравнимых со скоростью света и быстро долетит до ближайших звёзд.
До какой скорости разгонится «Нуклон»?
Поскольку топливо расходуется, то корабль становится легче. А значит, он движется с нарастающим ускорением. Конечная скорость в этом случае расчитывается по формуле Циолковского для ракет:
V = I * ln( M1 / M2 ) , где:
V — конечная скорость;
I — удельный импульс;
M1 — начальная масса ракеты с топливом;
M2 — массы ракеты за вычетом израсходованного топлива.
(ln — натуральный логарифм)
Для «Нуклона» известно: масса 55 тонн, включая 10 тонн топлива и 10 тонн условно полезной нагрузки.
В качестве двигателей примем ИД-500 с удельным импульсом 70000 м/с.
Посчитаем предельную скорость разгона при расходовании всего топлива: 14 047 м/c (сейчас примем, что срок работы двигателя не ограничен.)
То есть, предельная скорость разгона «Нуклона» с полезной нагрузкой 10 тонн — 14 км/c. А, если при подлёте к цели нужно будет затормозить, то максимальная скорость перелёта вдвое ниже — 7 км/c.
Далее, учтём начальную скорость, до которой его разгонит ракета-носитель при старте с Земли (почти 8 км/с на орбите 900 км). И тогда уж прибавим скорость Земли вокруг Солнца — 30 км/с, раз речь о межзвёздных полётах.
Получим 45 км/с относительно Солнца. Примерно с такой скоростью летел к Плутону аппарат «New Horizons», некоторое время удерживавший пальму первенства по скорости. Но, он и весит неполные полтонны.
ПС: удельный импульс у обычных ракетных двигателей на порядок ниже:
твердотопливные — примерно до 2600 м/с
керосиновые — около 3000 м/с
водородные — около 4200 м/с
разницу в максимальной скорости можете посчитать сами. но, не забудем, что время набора скорости у них несравнимо меньше.
За сколько буксир долетит до ближайшей звезды?
Расстояние до Альфы Центавра — 41 248 784 860 452 км. (и пусть это будет прямая. )
Скорость полёта «Нуклона» относительно Солнца мы только что посчитали — 45 км/с.
Получается, что время полёта именно этого ядерного буксира до ближайшей звезды с торможением около неё — примерно 29 000 лет .
Или в два раза быстрее, если не тормозить в конечной точке. можно и ещё быстрее, если урезать полезную нагрузку и/или добавить топлива 🙂
Увы, чем больше я наращивал массу топлива в расчётах, тем слабее был эффект — корабль получается слишком тяжёлым на старте и медленно разгоняется.
В общем, мощность сегодняшних двигателей надо поднять на целых два порядка, чтобы начать задумываться о звёздах.
Поправьте, если я неверно посчитал — пишу в канун Нового года 😉
ПС: здесь не учтены гравитационные манёвры вокруг Солнца и планет. Они могут довольно сильно увеличить скорость. Однако, этот прирост придётся учесть при расчёте топлива для торможения.
Но, как правильно мне заметили в комментариях, через десятки тысяч лет реактор может просто перестать работать. впрочем, при наличии турбины в электро-генераторе, это произойдёт гораздо быстрее.
ПС2: влияние гравитации Солнца и планет тоже опущено. Во-первых это сложно, а во-вторых для оценочного расчёта излишне — всё равно львиная доля пути приходится на межзвёздное пространство.
ПС3: ещё раз поясняю: это просто пример возможностей ядерного буксира при полёте на сверхбольшие расстояния (все же помнят известную цифру 80 000 лет полёта на «обычной» ракете к ближайшей звезде. ). На самом деле, есть множество других факторов, и нормальный расчёт межзвёздного полёта требует отдельной статьи.
А зачем там солнечные батареи?
Действительно, раз на борту есть электростанция, то солнечные батареи смотрятся странно.
Источник
Скорость движения Земли, Солнца и Млечного пути. Куда они стремятся?
Земле требуется в среднем 23 часа 56 минут и 4,091 секунд (звёздные сутки), чтобы совершить один оборот вокруг своей оси. Скорость вращения планеты с запада на восток составляет примерно 15° в час (1° в 4 минуты, 15′ в минуту). Продолжительность одного оборота Земли увеличивалась за последние 2000 лет в среднем на 0,0023 секунды в столетие (по наблюдениям за последние 250 лет это увеличение меньше — около 0,0014 секунды за 100 лет) . Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,765 км/с. Скорость колеблется от 30,27 км/с (в перигелии) до 29,27 км/с (в афелии). Двигаясь по орбите, Земля совершает полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звёздный год).
Движение Солнечной системы
Солнечная система обращается вокруг галактического центра по почти круговой орбите со скоростью около 254 км/с и совершает полный оборот примерно за 230 млн лет. Этот промежуток времени называется галактическим годом . Солнечный апекс (направление пути Солнца через межзвёздное пространство), расположен в созвездии Геркулеса в направлении текущего положения яркой звезды Вега. Точную скорость Солнца вокруг центра Галактики определить невозможно, ведь центр Галактики скрыт от нас за плотными облаками межзвездной пыли. Однако все новые и новые открытия в этой области все уменьшают расчетную скорость нашего солнца.
Помимо кругового движения по орбите, Солнечная система совершает вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая её каждые 30—35 млн лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии.
Но, кроме того, скорость движения Солнечной системы в галактике принято рассматривать также и относительно других систем отсчета:
1. Скорость движения Солнца в Галактике относительно ближайших звезд: скорость движения Солнца можно определить относительно ближайших к нему звезд (Сириус, Альфа Центавра и др.) Эта скорость движения Солнца в Галактике сравнительно невелика: всего 20 км/сек или 4 а.е.
2. Скорость движения Солнца в Галактике относительно видимых звезд: скорость движения Солнца относительно всех звезд, видимых без телескопа, и того меньше — 15 км/сек или 3 а.е.
3. Скорость движения Солнца в Галактике относительно межзвездного газа. В нашей Галактике основной объем межзвездного газа сосредоточен в спиральных рукавах, один из коридоров которых расположен рядом с Солнечной системой. Скорость движения Солнца в Галактике относительно межзвездного газа: 22-25 км/сек.
Движение галактики Млечный путь
Скорость движения Галактики во Вселенной принято рассматривать относительно разных систем отсчета:
1. Скорость движения Галактики Млечный Путь к Андромеде:
Наша Галактика Млечный Путь также не стоит на месте, а гравитационно притягивается и сближается с галактикой Андромеда со скоростью 100-150 км/с. Основной компонент скорости сближения галактик принадлежит Млечному Пути.
2. Скорость движения Галактики Млечный Путь к скоплению Девы: в свою очередь, группа галактик, в которую входит и наш Млечный путь, движется к большому скоплению Девы со скоростью 400 км/с. Это движение также обусловлено гравитационными силами и осуществляется относительно удаленных скоплений галактик.
3. Скорость движения Галактики во Вселенной. На Великий Аттрактор!Скорость движения Галактики относительно реликтового излучения: определяется это движение измерением неравномерности температуры реликтового излучения в разных направлениях. Для Местной группы галактик она составляет 600-650 км / сек с апексом в созвездии Гидра (=166, =-27).
Источник