С какой скоростью вращается Земля вокруг своей оси Линейная и угловая скорость ЗемлиНе для кого не секрет, что смена дня и ночи технически вызвана вращением Земли вокруг своей оси. Но вам когда нибудь приходило в голову с какой скоростью она вращается? И как посчитать эту скорость? Вообще, если говорить о движении по окружности, выделяют две скорости: угловую (ω) и линейную (v). Давайте попробуем найти и ту и другую.

Угловая скорость вращения Земли.

Угловая скорость определяет то, как быстро изменяется угол с течением в времени.  Так как один полный оборот соответствует углу в 360о или 2π, а время, за которое он совершается есть период Т, то угловую скорость можно выразить как:


ω=2π/Т

Мы знаем, что в сутках 24 часа, а, следовательно, можно предположить, что период обращения Земли вокруг своей оси Т составит так же 24 часа. Но не торопитесь переводить это время в секунды и подставлять в уравнение, записанное выше. Так как Земля вращается еще вокруг солнца, то период обращения её вокруг собственной оси будет немного короче привычных нам солнечных суток и составит 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это так называемые звездные сутки. В пересчете на секунды мы получаем: Т=86164 с.

Звездные и солнечные сутки

Теперь можно найти угловую скорость:

ω = 2π/Т = 0,00007292115078 с-1

Линейная скорость

Если говорить об угловой скорости, то она одинакова для любой точки нашей планеты. И не важно: пингвин в Арктике, слон в Африке или  Вы у себя дома, все будут иметь одинаковую угловую скорость. Но когда речь заходит о скорости линейной, то тут все наоборот.  Она будет максимальна на экваторе и убывать к полюсам, так как напрямую зависит от радиуса окружности вращения. А это значит, что если вы залезете на табуретку вкрутить лампочку, то ваша линейная скорость увеличится. Строго говоря, линейная скорость описывает скорее не вращение Земли вокруг своей оси, она описывает вращение каких то отдельных её точек.


Рассчитать линейную скорость очень просто. По определению, скорость — это отношение пройденного пути ко времени, за которое этот путь был совершен. Если за один оборот мы проходим путь, равный длине окружности, а время движения будет ни что иное как период обращения Т, то, выразив длину окружности из известной школьной формулы: L= 2πR, мы получим уравнение для расчета линейной скорости:

V= 2πR/T

Так как угловая скорость ω = /Т, то мы можем смело записать:

V=ωR

Радиус земли на экваторе R = 6378245 м, а значит линейная скорость там будет равна:

V≈465 м/с

Если перевести эту величину в километры в час, то получится 1674 км/ч!!! Приличная скорость. Но это на экваторе, где-нибудь в жаркой Африке, центральной её части. Ближе к полюсам значение будет ниже. Так, к примеру, для Санкт-Петербурга линейная скорость будет  уже в два раза меньше экваториальной, всего 837 км/ч, а на полюсах и вовсе 0 км/ч.


Что будет если…?

Что будет если земля перестанет вращаться? Вам знакома ситуация, когда вы едете в переполненном автобусе, вдруг водитель резко тормозит на светофоре, и все пассажиры, включая Вас, летят…???  Куда? Понятно куда, обниматься к водителю и целовать лобовое стекло. Примерно тоже самое произойдет, если Господь Бог нажмет на тормоза и остановит Землю.  Вот только если скорость автобуса 60 км/ч, то в случае с Землей совершенно другие цифры. Значение в   1674 км/ч сопоставимо со скоростями сверхзвуковой авиации. А именно с такими скоростями начнут двигаться все тела и объекты, находящиеся на поверхности земли в случае её экстренной остановки.  Конечно, в России, в связи с тем, что страна находится в северных широтах, скорости будут меньше, но все же появится возможность разогнать Жигули 6 модели до 837 км/ч!!! Нужно только остановить Землю.

Что будет если Земля начнет вращаться быстрее? Всем известно, что Земля это не совсем шар, она немного приплюснута у полюсов, что обусловлено её вращением вокруг своей оси. Увеличение скорости вращения еще сильнее сплющит нашу Землю. При достаточной для этого скорости она  вполне может превратиться в блин, и действительно стать плоской.  Так же увеличение скорости может привести к тому, что все тела, находящиеся на её поверхности, улетят в космос.  Для этого необходимо,, чтобы линейная скорость этих тел превысила вторую космическую скорость (11.2 км/с). И кто знает, может когда-нибудь Земля-Матушка устанет от наших глупых попыток управлять ею и, наконец, добавит оборотов, раскидав нас по всей солнечной системе.

Источник: physicsline.ru

iv>
  • Л. Г. Асламазов, А. А. Варламов, «Удивительная физика», М.: Наука, 1988. DJVU
  • В. А. Бронштэн, Трудная задача, Квант, 1989. № 8. С. 17.
  • A. В. Бялко, «Наша планета — Земля», М.: Наука, 1983. DJVU
  • И. Н. Веселовский, «Аристарх Самосский — Коперник античного мира», Историко-астрономические исследования, Вып. VII, с.17-70, 1961. Online
  • Р. Граммель, «Механические доказательства движения Земли», УФН, том III, вып. 4, 1923. PDF
  • Г. А. Гурев, «Учение Коперника и религия», М.: Изд-во АН СССР, 1961.
  • Г. Д. Джалалов, «Некоторые замечательные высказывания астрономов Самаркандской обсерватории», Историко-астрономические исследования, вып. IV, 1958, с. 381—386.
  • А. И. Еремеева, «Астрономическая картина мира и её творцы», М.: Наука, 1984.
  • С. В. Житомирский, «Античная астрономия и орфизм», М.: Янус-К, 2001.
  • И. А. Климишин, «Элементарная астрономия», М.: Наука, 1991.
  • А. Койре, «От замкнутого мира к бесконечной Вселенной», М.: Логос, 2001.

  • Г. Ю. Ланской, «Жан Буридан и Николай Орем о суточном вращении Земли», Исследования по истории физики и механики 1995—1997, с. 87-98, М.: Наука, 1999.
  • А. А. Михайлов, «Земля и её вращение», М.: Наука, 1984. DJVU
  • Г. К. Михайлов, С. Р. Филонович, «К истории задачи о движении свободно брошенных тел на вращающейся Земле», Исследования по истории физики и механики 1990, с. 93-121, М.: Наука, 1990. Online
  • Е. Мищенко, Ещё раз о трудной задаче, Квант. 1990. № 11. С. 32.
  • А. Паннекук, «История астрономии», М.: Наука, 1966. Online
  • А. Пуанкаре, «О науке», М.: Наука, 1990. DJVU
  • Б. Е. Райков, «Очерки по истории гелиоцентрического мировоззрения в России», М.-Л.: АН СССР, 1937.
  • И. Д. Рожанский, «История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи», М.: Наука, 1988.
  • Д. В. Сивухин, «Общий курс физики. Т. 1. Механика», М.: Наука, 1989.
  • О. Струве, Б. Линдс, Г. Пилланс, «Элементарная астрономия», М.: Наука, 1964.
  • В. Г. Сурдин, «Ванна и закон Бэра», Квант, No 3, с. 12-14, 2003. DJVU PDF
  • А. Фантоли, «Галилей: в защиту учения Коперника и достоинства Святой Церкви», М.: Мик, 1999.
  • P. Ariotti, «From the top to the foot of a mast on a moving ship», Annals of Science, Volume 28, Issue 2, pp. 191—203(13), 1972.
  • A. Armitage, «The deviation of falling bodies», Annals of Science, Volume 5, Issue 4, pp. 342-51, 1947.
  • >
  • Burstyn H. L. The deflecting force of the earth’s rotation from Galileo to Newton // Annals of Science. — 1965. — Vol. 21. — P. 47—80.
  • Burstyn H. L. Early explanations of the role of the Earth’s rotation in the circulation of the atmosphere and the ocean // Isis. — 1966. — Vol. 57. — P. 167—187.
  • J. W. Campbell, «The Deviations of Falling Bodies», Journal of the Royal Astronomical Society of Canada, Vol. 12, p. 202—209, 1918. Online
  • B. Chatterjee, «A glimpse of Aryabhata’s theory of rotation of Earth», Indian J. History Sci., volume 9(1), pp. 51-55, 1974.
  • A. H. Compton, «A Determination of Latitude, Azimuth, and the Length of the Day Dependent of Astronomical Observations», Popular Astronomy, vol. 23, pp. 199—207, 1915. Online
  • J. L. E. Dreyer, «History of the planetary systems from Thales to Kepler», Cambridge University Press, 1906. PDF
  • R. Dugas, «A history of mechanics», Editions du Griffon, Neuchatel, Switzerland, 1955. PDF
  • C. M. Graney, «Contra Galileo: Riccioli’s „Coriolis-Force“ Argument on the Earth’s Diurnal Rotation», Physics in Perspective, V. 13, No 4, 387—400, 2011. Online
  • E. Grant, «Late Medieval Thought, Copernicus, and the Scientific Revolution», Journal of the History of Ideas, Vol. 23, No. 2, pp. 197—220, 1962.
  • E. Grant, «A Source Book in Medieval Science», Harvard University Press, 1974.

  • E. Grant, «In Defense of the Earth’s Centrality and Immobility: Scholastic Reaction to Copernicanism in the Seventeenth Century», Transactions of the American Philosophical Society, New Ser., Vol. 74, No. 4. (1984), pp. 1-69.
  • W. G. Guthrie, «The rotation of the Earth», Irish Astronomical Journal, Vol. 1, p. 213, 1951. Online
  • J. G. Hagen, «The free-pendulum experiment photographed», Popular Astronomy, Vol. 38, p. 381, 1930. Online
  • T. L. Heath, «Aristarchus of Samos, the ancient Copernicus: a history of Greek astronomy to Aristarchus», Oxford: Clarendon, 1913; reprinted New York: Dover, 1981. PDF
  • K. J. Howell, «The role of biblical interpretation in the cosmology of Tycho Brahe», Stud. Hist. Phil. Sci., Vol. 29, No. 4, pp. 515—537, 1998.
  • A. Koyre, «Galileo and the Scientific Revolution of the Seventeenth Century», The Philosophical Review, Vol. 52, No. 4, pp. 333—348, 1943.
  • A. Koyre, «A Documentary History of the Problem of Fall from Kepler to Newton», Transactions of the American Philosophical Society, New Ser., Vol. 45, No. 4., pp. 329—395, 1955.
  • T. S. Kuhn, «The Copernican Revolution: planetary astronomy in the development of Western thought», Cambridge: Harvard University Press, 1957. ISBN 0-674-17100-4.
  • D. Massa, «Giordano Bruno and the top-sail experiment», Annals of Science, Volume 30, Issue 2, pp. 201—211(11), 1973.
  • G. McColley, «The theory of diurnal rotation of the Earth», Isis, volume 26 (1937), pages 392—402.

  • F. J. Ragep, «Tusi and Copernicus: The Earth’s Motion in Context», Science in Context 14 (2001) (1-2), p. 145—163.
  • W. F. Rigge, «Experimental Proofs of the Earth’s Rotation», Popular Astronomy, vol. 21, pp. 208—216, 267—276, 1913. Part 1 Part 2
  • E. Rosen, «Kepler and the Lutheran attitude towards Copernicanism in the context of the struggle between science and religion», Vistas in Astronomy, vol. 18, Issue 1, pp. 317—338, 1975.
  • L. Russo, «The forgotten revolution: how science was born in 300 BC and why it had to be reborn», Berlin: Springer 2004.
  • C. Schiller, «Motion Mountain», Online edition (Chapter 5. From the rotation of the Earth to the relativity of motion)
  • B. L. van der Waerden, «On the motion of the planets according to Heraclides of Pontus», Arch. Internat. Hist. Sci. 28 (103) (1978), 167—182. Русский перевод
  • B. L. van der Waerden, «The heliocentric system in Greek, Persian and Hindu astronomy», in «From deferent to equant: A Volume of Studies in the History of Science in the Ancient and Medieval Near East in Honor of E.S. Kennedy», Annals of the New York Academy of Sciences, Volume 500, June 1987, 525—545. Русский перевод
  • R. S. Westman, «The Copernicans and the Churches», God and Nature: Historical Essays on the Encounter between Christianity and Science, ed. by D.C. Lindberg and R.L. Numbers, p. 76-113, Berkeley: University of California Press, 1986.

Источник: ru.wikipedia.org

Скорость обращения Земли вокруг своей оси

Земля является третьей планетой от Солнца. Наряду со всеми остальными она вращается вокруг Солнца, а также имеет собственное вращение вокруг оси. Самыми быстрыми в Солнечной системе считаются планеты-гиганты:

  • Юпитер.
  • Сатурн.

Они завершают сутки за 10 часов.

Планеты Солнечной системы

Вращение Земли вокруг своей оси совершается за 23 часа 56 минут. Плюс дополнительные 4 минуты требуются на то, чтобы Солнце вернулось на исходную позицию. Скорость вращения на поверхности зависит от того, в какой точке наблюдается движение.

Если говорить об экваторе, то тут вращение Земли достигает 1670 километров в час или 465 метров в секунду. Расчеты проводятся с учетом того, что в районе экватора окружность планеты достигает свыше 40000 километров. Если планета резко перестанет двигаться, то люди и находящиеся предметы с такой же скоростью сорвутся с места и полетят вперед.

Ближе к 30-й широте вращение Земли вокруг оси снижается до 1440 километров в час, плавно опускаясь до 0 километров в час на полюсах (правило работает и в сторону Южного, и в сторону Северного полюсов). Это движение остается незаметным для людей из-за огромной массы планеты.

Из этого видео вы узнаете, почему мы не ощущаем вращения земли.


Значение для человечества

Различия в скорости движения имеют свое практическое значение. Страны предпочитают строить космодромы ближе к экватору. За счет скорости вращения планеты требуется меньшее количества топлива для выхода на орбиту, или же можно поднять большее количество полезного груза. При этом на старте у ракеты уже есть скорость в 1675 километров в час, так что ей проще разогнаться до орбитальной в 28 000 километров в час.

Луна своим воздействием постоянно стабилизирует наклон оси планеты. Из-за этого понемногу снижается скорость кручения планеты. Дважды в год, в ноябре и апреле, продолжительность суток увеличивается на 0,001 секунду.

Вращение земли

Время полного оборота вокруг Солнца

Скорость вращения Земли вокруг Солнца составляет порядка 107 000 километров в час. Полный оборот планета делает за 365 суток, 5 часов 48 минут и 46 секунд, проходя за это время около миллиарда километров. Каждый год «набегают» лишние пять часов, которые астрономы складывают и раз в четыре года прибавляют 366 день — такой год называется високосным.

Если пересчитать, то окажется, что каждую секунду Земля пролетает в космическом пространстве около 30 километров. Даже скорость самого быстрого в мире гоночного автомобиля составляет всего около 300 километров в час — это в 350 раз меньше, чем скорость движения планеты по орбите. Человек не может адекватно представить себе таких огромных скоростей.

При вращении возникает сила, которая могла бы выбросить человека или предмет с поверхности Земли как объект, раскрученный на веревке. Но это вряд ли когда-то произойдет в обозримом будущем, поскольку эта сила практически полностью подавляется гравитацией и составляет всего лишь 0,03% от нее.

Вращение земли по отношению к солнцу

Как и вращение вокруг оси, это движение постепенно замедляется на незаметные обычным людям величины. Также ось по ходу движения понемногу отклоняется в течение года, так что попеременно меняются местами регионы, в которых:

  • зима/лето;
  • осень/весна.

Когда-то люди считали, что Земля является неподвижным телом, вокруг которого вращается Солнце и все прочие объекты. Многолетние наблюдения и совершенствование техники позволили постепенно разобраться в вопросе, и теперь почти все обитатели планеты знают, с какой скоростью вращается Земля, и что ей самой приходится немало трудиться, подставляя бока огромной звезде, чтобы обеспечить день/ночь и зиму/лето.

Источник: LivePosts.ru