Какая скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца?
Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365,25 суток. Но с какой скорость она движется по своей орбите?
Если орбита нашей планеты была бы идеальной окружностью, то мы могли бы просто поделить ее длину на продолжительность одного года и так вычислить скорость Земли. Однако в реальности орбита Земли является эллипсом (это первый закон Кеплера), поэтому ее радиус различен в разных точках. Более того, второй закон Кеплера говорит о том, что скорость планеты на разных участках орбиты должна отличатся.
Наибольшую скорость Земля развивает тогда, когда она находится ближе всего к Солнцу. Эта точка орбиты называется перигелием, в ней Земля оказывается 3 января. Здесь скорость нашей планеты достигает 30,29 км/с.
При удалении от Солнца скорость Земли падает. В афелии, самой удаленной от светила точке земной орбиты (здесь Земля оказывается 4 июля), она достигает минимума, равного 29,29 км/с.
Общая протяженность земной орбиты оценивается в 940 млн км. Зная продолжительность года, можно рассчитать и среднюю скорость движения Земли, которая составляет 29,78 км/с.
Заметим, что орбита Земли не остается неизменной. В частности, ее эксцентриситет меняется с периодом 93 000 лет. Следствием этого являются циклические изменения климата, известные как ледниковые периоды. Также меняется наклон земной оси и положения перигелия. Все эти колебания известны в науке как циклы Миланковича. Причиной же отклонений земной орбиты от идеальной формы является гравитационное воздействие других планет Солнечной системы.
Иногда возникает вопрос – почему мы не ощущаем вращения Земли по орбите? Разве мы не должны ощущать сильнейшие потоки ветра, если двигаемся со скоростью 30 км/с? Дело в том, что атмосфера является частью Земли, и поэтому также вращается вокруг Солнца. Но какие силы удерживают атмосферу и заставляют ее вращаться вместе с Землей? Оказывается, дело в силе трения между поверхностью Земли и атмосферой. Именно за счет нее вращение от земной поверхности передается нижним слоям атмосферы, которые в свою очередь также за счет трения передают вращения верхним слоям.
Список использованных источников
Источник
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
Скорость вращения Земли вокруг Солнца
Люди с давних времен интересовались, почему ночь сменяется днем, зима весной, а лето осенью. Позже, когда на первые вопросы были найдены ответы, ученые начали поподробнее рассматривать Землю как объект Солнечной системы, стараясь узнать, с какой скоростью Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси.
Движение Земли
Все небесные тела пребывают в движении, Земля не исключение. Причем у нее одновременно происходит осевое движение и движение вокруг Солнца.
Чтобы наглядно представить движение Земли, достаточно взглянуть на волчок, одновременно вращающийся вокруг оси и быстро перемещающийся по полу. Если бы этого движения не было, Земля не была бы пригодной для жизни. Так, наша планета без вращения вокруг своей оси была бы постоянно повернута к Солнцу одной своей стороной, на которой температура воздуха достигала бы +100 градусов, и вся имеющаяся на этом участке вода превратилась бы в пар. На другой же стороне температура была бы постоянно минусовая и всю поверхность этой части покрывали льды.
Орбита вращения
Вращение вокруг Солнца следует по определенной траектории – орбите, которая установилась за счет притяжения Солнца и скорости движения нашей планеты. Если бы притяжение было в несколько раз сильнее или скорость значительно ниже, то Земля упала на Солнце. А если бы притяжение исчезло или сильно уменьшилось, то планета, ведомая своей центробежной силой, улетела по касательной в космос. Это было бы подобно тому, как если предмет, привязанный на веревку, вращать над головой, а затем резко отпустить.
Траектория движения Земли имеет форму эллипса, а не идеального круга, а расстояние до светила неодинаково в течение года. В январе планета подходит к точке, находящейся ближе всего к светилу, – она называется перигелием – и отстоит от светила на 147 млн км. А в июле Земля отдаляется от солнца на 152 млн км, подходя к точке, называемой афелием. За среднее расстояние принимают 150 млн км.
Земля движется по своей орбите с запада на восток, что соответствует направлению «против часовой стрелки».
Скорость вращения вокруг Солнца
На 1 оборот вокруг центра Солнечной системы Земле требуется 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд (1 астрономический год). Но для удобства за календарный год принято считать 365 дней, а оставшееся время «накапливается» и добавляет по одному дню к каждому високосному году.
Орбитальное расстояние равно 942 млн км. Исходя из расчетов, скорость Земли составляет 30 км в секунду или 107000 км/час. Для людей она остается незаметной, поскольку все люди и предметы движутся одинаково в системе координат. А между тем она очень большая. Для примера, наибольшая скорость гоночного автомобиля равна 300 км/час, что в 365 раз медленнее скорости Земли, несущейся по своей орбите.
Однако величина в 30 км/с непостоянна в связи с тем, что орбита представляет собой эллипс. Скорость движения нашей планеты в течение всего пути несколько колеблется. Наибольшая разница достигается при прохождении точек перигелия и афелия и составляет 1 км/с. То есть принятая скорость 30 км/с является средней.
Осевое вращение
Земная ось – условная линия, которую можно провести от северного к южному полюсу. Она проходит под углом в 66°33 относительно плоскости нашей планеты. Одно обращение происходит за 23 часа 56 минут и 4 секунды, это время обозначается звездными сутками.
Главный результат осевого вращения – смена дня и ночи на планете. Кроме того, за счет этого движения:
- Земля имеет форму со сплюснутыми полюсами;
- тела (течение рек, ветер), движущиеся в горизонтальной плоскости, несколько смещаются (в Южном полушарии – влево, в Северном – вправо).
Скорость осевого движения на разных участках значительно отличается. Самая высокая на экваторе — 465 м/с или 1674 км/час, она называется линейной. Такая скорость, например, в столице Эквадора. На участках севернее или южнее экватора скорость вращения снижается. К примеру, в Москве она почти в 2 раза ниже. Эти скорости называют угловыми, их показатель становится меньше по мере приближения к полюсам. На самих же полюсах скорость равна нулю, то есть полюса – единственные части планеты, находящиеся без движения относительно оси.
Именно расположение оси под определенным углом определяет смену времен года. Находясь именно в таком положении, разные области планеты получают неодинаковое количество тепла в разное время. Если бы наша планета располагалась строго вертикально относительно Солнца, то времен года не было совсем, поскольку освещенные светилом в дневное время северные широты получали столько же тепла и света, сколько и южные широты.
На осевое вращение влияют следующие факторы:
- сезонные изменения (осадки, движение атмосферы);
- приливные волны против направления осевого движения.
Эти факторы тормозят планету, вследствие чего уменьшается ее скорость. Показатель этого уменьшения очень мал всего 1 секунда за 40000 лет, однако, за 1 млрд лет сутки удлинились с 17-и до 24-х часов.
Движение Земли продолжают изучать по сей день. Эти данные помогают составить более точные звездные карты, а также определить связь этого движения с природными процессами на нашей планете.
Источник
С какой скоростью Земля движется вокруг Солнца
Скорость вращения Земли вокруг Солнца является переменной величиной, наравне с остальными параметрами движения нашей планеты. Она изменяется в зависимости от положения небесного тела относительно звезды.
Скорость вращения Земли вокруг своей оси
Скорость Земли при вращении вокруг планетарной оси зависит от широты, на которой проводится измерение. Для точек, расположенных на полюсах планеты, эта величина равна нулю. Поэтому смена дня и ночи на полюсах происходит не раз в сутки, а раз в год. На экваторе фиксируется значение около 1 668 км/ч. При этом угловое расстояние, которое проходит каждая точка поверхности, совпадает.
Движение вокруг Солнца
Протяженность линии, по которой Земля вращается вокруг Солнца, составляет 930 млн км. Облететь это расстояние и вернуться в исходную точку планета может за 365 полных суток, 6 часов и 9 с половиной минут.
В применяемом людьми Григорианском календаре лишние часы учитываются благодаря тому, что каждый четвертый год является високосным и длится на 1 день дольше.
Средняя скорость движения Земли по орбите достигает 106 тыс. км/ч. Однако небесное тело движется неравномерно: на протяжении года наблюдаются попеременное ускорение темпов вращения вокруг звезды и снижение этого показателя.
Предельные значения скорости равны:
- минимальное — 105,4 тыс. км/ч;
- максимальное — 109 тыс. км/ч.
Чем обусловлена скорость
Первым фактором, влияющим на скорость обращения планеты вокруг ее звезды, является форма орбиты. Поскольку Земля движется по эллипсу, минимальная скорость наблюдается в афелии. Этим термином называется наиболее удаленная от Солнца точка орбиты.
После прохождения афелия по мере приближения к перигелию, наименее удаленному от звезды месту на траектории движения планеты, скорость движения Земли растет. После его прохождения цикл начинается заново и движение небесного тела замедляется.
Влияние на форму земной орбиты и скорость ее перемещения, помимо Солнца, оказывают и другие тела Солнечной системы, находящиеся в относительной близости от нее. К числу этих объектов относятся не только Луна, но и другие планеты системы.
Связь со сменой времен года
Смена времен года на Земле обуславливается углом наклона, который планета сохраняет неизменным на протяжении полного оборота вокруг звезды. Это приводит к тому, что на одном участке орбиты Южное полушарие получает больше солнечной энергии, чем Северное. В противоположной точке эта ситуация меняется.
Отрезок времени, когда получаемая от звезды энергия максимальна, соответствует лету. Время, когда уровень освещенности становится минимальным и температура воздуха возле поверхности Земли также снижается, называют зимой.
Дважды в год Земля занимает на орбите положение, при котором обоим полушариям достается одинаковое количество энергии. Эти периоды называются весной и осенью.
Форма траектории, по которой происходит движение Земли вокруг Солнца, никакого влияния на смену сезонов не оказывает. Если бы потепление и похолодание в отдельных регионах планеты были связаны с удаленностью от звезды, зима и лето наступали бы по 2 раза в год.
Циклическое торможение
Новейшие исследования показывают, что скорость вращения Земли вокруг оси, как и по солнечной орбите, непостоянна. Установлено, что полный цикл торможения и ускорения планета проходит за 5 лет.
Наблюдения за сейсмической активностью свидетельствуют, что ее пик приходится на год, когда скорость обращения достигает своего минимума. Объяснения связи этих факторов и причин, по которым установилась такая длительность цикла, пока не найдены.
Колебания оси во время вращения
Под влиянием силы тяготения Луны и в меньшей мере Солнца, а также из-за неоднородной плотности вещества внутри планеты направление оси вращения Земли периодически меняется. Схема ее траектории представляет собой конус.
Самое очевидное следствие этого — предварение равноденствий. С каждым годом весеннее равноденствие наступает на 20,5 минуты раньше. Этот процесс тоже является цикличным: его период составляет 25 776 лет.
Для земной оси характерно явление, при котором изменяется наклон эклиптики к экватору, — нутация. Она равна 18,61 года.
Отмечено, что с начала 21 века скорость дрейфа земной оси по направлению к востоку увеличилась и сейчас составляет 17 см в год.
Источник