Με ποια ταχύτητα περιστρέφεται η γη γύρω από τον άξονά της. Περιστροφή της γης. Γη τροχιά. Επιπτώσεις της δύναμης Coriolis: Φαινόμενα στο περιβάλλον

Ανεξάρτητα από το γεγονός ότι οι συνεχείς κινήσεις του πλανήτη μας είναι συνήθως ανεπαίσθητες, διάφορα επιστημονικά δεδομένα έχουν από καιρό αποδείξει ότι ο πλανήτης Γη κινείται κατά μήκος της δικής του, αυστηρά καθορισμένης τροχιάς, όχι μόνο γύρω από τον ίδιο τον Ήλιο, αλλά και γύρω από τον άξονά του. Αυτό είναι που καθορίζει τη μάζα των φυσικών φαινομένων που παρατηρούνται από τους ανθρώπους καθημερινά, όπως, για παράδειγμα, η αλλαγή της ώρας της ημέρας και της νύχτας. Ακόμη και αυτή τη στιγμή, διαβάζοντας αυτές τις γραμμές, βρίσκεστε σε συνεχή κίνηση, κίνηση, η οποία οφείλεται στην κίνηση του γενέθλιου πλανήτη σας.

διακοπτόμενη κίνηση

Είναι ενδιαφέρον ότι η ίδια η ταχύτητα της Γης δεν είναι μια σταθερή τιμή, για λόγους που οι επιστήμονες, δυστυχώς, δεν μπόρεσαν να εξηγήσουν μέχρι τότε, ωστόσο, είναι γνωστό με βεβαιότητα ότι καθένας από τους αιώνες η Γη κάπως επιβραδύνει την ταχύτητα της συνήθους περιστροφής του κατά ένα ποσό ίσο με περίπου 0,0024 δευτερόλεπτα. Πιστεύεται ότι μια τέτοια ανωμαλία σχετίζεται άμεσα με κάποιο είδος σεληνιακής έλξης, που προκαλεί την άμπωτη και τη ροή, στην οποία ο πλανήτης μας ξοδεύει επίσης ένα σημαντικό ποσοστό της δικής του ενέργειας, η οποία «επιβραδύνει» την ατομική περιστροφή του. Οι λεγόμενες παλιρροιακές προεξοχές, που συνήθως κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση της Γης, προκαλούν την εμφάνιση ορισμένων δυνάμεων τριβής, οι οποίες, σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, είναι ο κύριος ανασταλτικός παράγοντας σε ένα τόσο ισχυρό διαστημικό σύστημα όπως η Γη.

Φυσικά, πραγματικά δεν υπάρχει άξονας, είναι μια φανταστική γραμμή που βοηθάει να γίνουν υπολογισμοί.

Σε μία ώρα, πιστεύεται ότι η Γη κάνει μια περιστροφή 15 μοιρών. Για το πόσο γυρίζει γύρω από τον άξονα εντελώς, δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς: 360 μοίρες - σε μια μέρα στις 24 ώρες.

Ημέρα στις 23:00

Είναι σαφές ότι η Γη γυρίζει γύρω από τον άξονά της σε 24 ώρες γνωστές στους ανθρώπους - μια συνηθισμένη ημέρα της Γης, ή μάλλον, σε 23 ώρες, λεπτά και σχεδόν 4 δευτερόλεπτα. Η κίνηση γίνεται πάντα από το δυτικό τμήμα προς το ανατολικό και τίποτα άλλο. Είναι εύκολο να υπολογίσουμε ότι κάτω από τέτοιες συνθήκες, η ταχύτητα στον ισημερινό θα φτάσει περίπου τα 1670 χιλιόμετρα την ώρα, μειώνοντας σταδιακά καθώς πλησιάζει τους πόλους, όπου περνά ομαλά στο μηδέν.

Είναι αδύνατο να ανιχνευθεί η περιστροφή που εκτελεί η Γη με μια τέτοια γιγαντιαία ταχύτητα με γυμνό μάτι, επειδή όλα τα γύρω αντικείμενα κινούνται μαζί με τους ανθρώπους. Όλοι οι πλανήτες του ηλιακού συστήματος κάνουν παρόμοιες κινήσεις. Έτσι, για παράδειγμα, η Αφροδίτη έχει πολύ μικρότερη ταχύτητα κίνησης, γι' αυτό και η ημέρα της διαφέρει από τη γήινη περισσότερο από διακόσιες σαράντα τρεις φορές.

Οι ταχύτεροι πλανήτες που είναι γνωστοί σήμερα είναι ο Δίας και ο πλανήτης Κρόνος, κάνοντας την πλήρη περιστροφή τους γύρω από τον άξονα σε δέκα και δέκα και μισή ώρες, αντίστοιχα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της είναι ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον και άγνωστο γεγονός που απαιτεί περαιτέρω προσεκτική μελέτη από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο.

Η γη είναι συνεχώς σε κίνηση, περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο και γύρω από τον δικό της άξονα. Αυτή η κίνηση και η σταθερή κλίση του άξονα της Γης (23,5°) καθορίζει πολλά από τα αποτελέσματα που παρατηρούμε ως φυσιολογικά φαινόμενα: νύχτα και μέρα (λόγω της περιστροφής της Γης στον άξονά της), την αλλαγή των εποχών (λόγω της κλίση του άξονα της Γης), και διαφορετικό κλίμα σε διαφορετικές περιοχές. Οι σφαίρες μπορούν να περιστραφούν και ο άξονάς τους έχει κλίση όπως ο άξονας της Γης (23,5 °), έτσι με τη βοήθεια μιας σφαίρας μπορείτε να εντοπίσετε την κίνηση της Γης γύρω από τον άξονά της με μεγάλη ακρίβεια και με τη βοήθεια του "Γη - Ήλιος "σύστημα μπορείτε να παρακολουθήσετε την κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο.

Περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της

Η γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της από τα δυτικά προς τα ανατολικά (αριστερόστροφα όπως φαίνεται από τον Βόρειο Πόλο). Χρειάζεται η Γη 23 ώρες, 56 λεπτά και 4,09 δευτερόλεπτα για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή στον άξονά της. Η μέρα και η νύχτα οφείλονται στην περιστροφή της γης. Η γωνιακή ταχύτητα της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της, ή η γωνία με την οποία γυρίζει οποιοδήποτε σημείο στην επιφάνεια της Γης, είναι η ίδια. Είναι 15 βαθμοί σε μια ώρα. Αλλά η γραμμική ταχύτητα περιστροφής οπουδήποτε στον ισημερινό είναι περίπου 1.669 χιλιόμετρα την ώρα (464 m/s), μειώνοντας στο μηδέν στους πόλους. Για παράδειγμα, η ταχύτητα περιστροφής σε γεωγραφικό πλάτος 30° είναι 1445 km/h (400 m/s).
Δεν παρατηρούμε την περιστροφή της Γης για τον απλούστατο λόγο ότι όλα τα αντικείμενα γύρω μας κινούνται παράλληλα και ταυτόχρονα με εμάς με την ίδια ταχύτητα και δεν υπάρχουν «σχετικές» κινήσεις αντικειμένων γύρω μας. Αν, για παράδειγμα, ένα πλοίο κινείται ομοιόμορφα, χωρίς επιτάχυνση και επιβράδυνση στη θάλασσα με ήρεμο καιρό, χωρίς κύματα στην επιφάνεια του νερού, δεν θα νιώσουμε καθόλου πώς κινείται ένα τέτοιο πλοίο αν βρισκόμαστε σε καμπίνα χωρίς φινιστρίνι. , αφού όλα τα αντικείμενα μέσα στην καμπίνα θα κινούνται παράλληλα με εμάς και το πλοίο.

Κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο

Ενώ η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, περιστρέφεται επίσης γύρω από τον Ήλιο από τα δυτικά προς τα ανατολικά αριστερόστροφα, όπως φαίνεται από τον βόρειο πόλο. Χρειάζεται η Γη ένα αστρικό χρόνο (περίπου 365.2564 ημέρες) για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον Ήλιο. Η διαδρομή της Γης γύρω από τον Ήλιο ονομάζεται τροχιά της Γης.και αυτή η τροχιά δεν είναι απόλυτα στρογγυλή. Η μέση απόσταση από τη Γη στον Ήλιο είναι περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα, και αυτή η απόσταση ποικίλλει έως και 5 εκατομμύρια χιλιόμετρα, σχηματίζοντας μια μικρή οβάλ τροχιά (έλλειψη). Το σημείο στην τροχιά της Γης που βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο ονομάζεται Περιήλιο. Η Γη περνά αυτό το σημείο στις αρχές Ιανουαρίου. Το σημείο στην τροχιά της Γης που είναι πιο μακριά από τον Ήλιο ονομάζεται Αφήλιο. Η Γη περνά αυτό το σημείο στις αρχές Ιουλίου.
Δεδομένου ότι η Γη μας κινείται γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτική τροχιά, η τροχιακή ταχύτητα αλλάζει. Τον Ιούλιο, η ταχύτητα είναι ελάχιστη (29,27 km/s) και αφού περάσει το aphelion (την επάνω κόκκινη κουκκίδα στο animation) αρχίζει να επιταχύνει και τον Ιανουάριο η ταχύτητα είναι μέγιστη (30,27 km/s) και αρχίζει να επιβραδύνει μετά περνώντας το περιήλιο (κάτω κόκκινη κουκκίδα). ).
Ενώ η Γη κάνει μια περιστροφή γύρω από τον Ήλιο, ξεπερνά μια απόσταση ίση με 942 εκατομμύρια χιλιόμετρα σε 365 ημέρες, 6 ώρες, 9 λεπτά και 9,5 δευτερόλεπτα, δηλαδή, τρέχουμε μαζί με τη Γη γύρω από τον Ήλιο με μέση ταχύτητα 30 km ανά δευτερόλεπτο (ή 107 460 km την ώρα), και ταυτόχρονα η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της σε 24 ώρες μία φορά (365 φορές το χρόνο).
Στην πραγματικότητα, αν εξετάσουμε την κίνηση της Γης πιο σχολαστικά, τότε είναι πολύ πιο περίπλοκη, αφού διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη Γη: η περιστροφή της Σελήνης γύρω από τη Γη, η έλξη άλλων πλανητών και αστεριών.

Οι επιστήμονες κατέληξαν στα ακόλουθα συμπεράσματα - η ταχύτητα περιστροφής της γης πέφτει. Αυτό οδηγεί στις ακόλουθες συνέπειες - η ημέρα επιμηκύνεται. Εάν δεν μπείτε σε λεπτομέρειες, τότε στο βόρειο ημισφαίριο το φωτεινό μέρος της ημέρας γίνεται κάπως μεγαλύτερο από ό,τι στο χειμερινή περίοδο. Αλλά αυτή η ερμηνεία είναι κατάλληλη μόνο για μη μυημένους. Οι γεωφυσικοί καταλήγουν σε βαθύτερα συμπεράσματα - οι μέρες αυξάνουν τα χρονικά τους πλαίσια όχι μόνο την άνοιξη. Ο λόγος για την επιμήκυνση της ημέρας έγκειται κυρίως στην επιρροή της σελήνης.

Η δύναμη έλξης του φυσικού δορυφόρου της γης είναι τόσο μεγάλη που προκαλεί ενθουσιασμό στους ωκεανούς, με αποτέλεσμα να ταλαντεύονται. Ταυτόχρονα, η γη ενεργεί κατ' αναλογία με τους αθλητές του καλλιτεχνικού πατινάζ, οι οποίοι για να επιβραδύνουν την περιστροφή κατά την εκτέλεση των προγραμμάτων τους, βάζουν τα χέρια τους. Εξαιτίας αυτού, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα σε μια συνηθισμένη γήινη μέρα θα υπάρχει μία ώρα παραπάνω από ό,τι έχουμε συνηθίσει. Ένας αστρονόμος από το Ηνωμένο Βασίλειο κατέληξε στο συμπέρασμα ότι από το 700 π.Χ. υπήρξε μια συνεχής επιβράδυνση στην περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της. Υπολόγισε την ταχύτητα περιστροφής της Γης, με βάση δεδομένα που έχουν διασωθεί από τότε - πήλινες πλάκες και ιστορικά στοιχεία που περιγράφουν σεληνιακές και ηλιακές εκλείψεις. Με βάση αυτά, ο επιστήμονας υπολόγισε τη θέση του Ήλιου και μπόρεσε να προσδιορίσει ποια απόσταση φρεναρίσματος έκανε ο πλανήτης μας σε σχέση με το αστέρι του. Για 530 εκατομμύρια χρόνια, ο ρυθμός περιστροφής της Γης ήταν πολύ πιο αργός και υπήρχαν μόνο 21 ώρες την ημέρα.

Και οι δεινόσαυροι που κατοικούσαν στις εκτάσεις του πλανήτη μας πριν από εκατό εκατομμύρια χρόνια ζούσαν ήδη 23 ώρες την ημέρα. Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί εξετάζοντας τις ασβεστολιθικές αποθέσεις που άφησαν πίσω τους τα κοράλλια. Το πάχος τους εξαρτάται από την εποχή που υπάρχει στον πλανήτη. Σε αυτή τη βάση, είναι δυνατό να προσδιοριστεί με μεγάλη ακρίβεια - σε ποιο διάστημα ήταν τα ελατήρια το ένα από το άλλο. Και αυτή η διάρκεια μειώνεται σε όλη την ύπαρξη του πλανήτη μας. Πριν από μισό εκατομμύριο χρόνια, ο πλανήτης μας κινήθηκε γύρω από τον άξονα πιο γρήγορα, ενώ η κίνηση γύρω από το αστέρι παραμένει σταθερή τιμή. Αυτό σημαίνει ότι το έτος για όλα αυτά τα εκατομμύρια χρόνια έχει παραμείνει το ίδιο, έχει τον ίδιο αριθμό ωρών. Αλλά φέτος δεν υπήρξαν 365 ημέρες, όπως σήμερα, αλλά 420. Μετά την εμφάνιση της ανθρωπότητας, αυτή η τάση δεν έπαψε να υπάρχει. Η ταχύτητα της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της επιβραδύνεται συνεχώς. Το Journal for the History of Astronomy δημοσίευσε ένα άρθρο σχετικά με αυτό το φαινόμενο το 2008.

Ο Stephenson, ο οποίος εργάζεται στο Πανεπιστήμιο του Durham (Μεγάλη Βρετανία), για να είναι απόλυτα σίγουρος και να επιβεβαιώσει την υπόθεση, ανέλυσε εκατοντάδες εκλείψεις που έχουν συμβεί τα τελευταία 2,7 χιλιάδες χρόνια. Στις πήλινες πλάκες της αρχαίας Βαβυλώνας, περιγράφονται με μεγάλη λεπτομέρεια όλα τα ουράνια φαινόμενα που καταγράφονται σε σφηνοειδή γραφή. Οι επιστήμονες σημείωσαν τόσο την ώρα του συμβάντος όσο και την ακριβή ημερομηνία του. Ένα άλλο χαρακτηριστικό έχει ολοκληρωθεί ηλιακή έκλειψηστη Γη παρατηρείται όχι τόσο συχνά μόνο μία φορά στα 300 χρόνια. Αυτή τη στιγμή, ο Ήλιος είναι εντελώς κρυμμένος πίσω από τη Γη και το απόλυτο σκοτάδι πέφτει πάνω του για αρκετά λεπτά. Πολύ συχνά, οι αρχαίοι επιστήμονες περιέγραφαν τόσο την αρχή μιας έκλειψης όσο και το τέλος της με μεγάλη ακρίβεια. Και αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν από έναν σύγχρονο αστρονόμο για να προσδιορίσει τη θέση του αστεριού μας σε σχέση με τη Γη.

Ο επανυπολογισμός των ημερομηνιών του βαβυλωνιακού ημερολογίου γινόταν σύμφωνα με ειδικά καταρτισμένους πίνακες, οι οποίοι διευκόλυναν την εργασία. Αυτά τα δεδομένα είναι που επιτρέπουν στους αστρονόμους να προσδιορίζουν με μεγάλη ακρίβεια. Πώς προέκυψε η επιβράδυνση της Γης; Τα σωστά δεδομένα για τη θέση του σε σχέση με τον Ήλιο, σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε τη θέση του τη στιγμή που περνά δίπλα από τον Ήλιο. Η τροχιά του πλανήτη γύρω από τον Ήλιο εξαρτάται από την κίνηση γύρω από τον άξονά του. Ο επίγειος χρόνος, που προκύπτει από αυτή την εξάρτηση, είναι ένα ανεξάρτητο μέγεθος. Αυτός ο παγκόσμιος χρόνος είναι ένας γενικά αποδεκτός δείκτης, ο οποίος υπολογίζεται με βάση το πώς περιστρέφεται η γη γύρω από τον άξονά της και σε ποια θέση βρίσκεται σε σχέση με τον ήλιο. Αυτός ο παγκόσμιος χρόνος γυρίζει συνεχώς πίσω, αφού κάθε χρόνο προστίθεται ένα ακόμη δευτερόλεπτο στο έτος, το οποίο προκαλείται, ακριβώς, από τη διαδικασία της επιβράδυνσης της Γης. Και όπως αποδείχθηκε, η διαφορά μεταξύ του επίγειου και του παγκόσμιου χρόνου γίνεται μεγαλύτερη, ανάλογα με το πόσο καιρό πριν συνέβη η ηλιακή έκλειψη. Αυτό μπορεί να σημαίνει μόνο ένα πράγμα - κάθε χιλιετία προσθέτει έως και 0,002 δευτερόλεπτα στην ημέρα. Αυτά τα δεδομένα επιβεβαιώνονται επίσης από αλλαγές που πραγματοποιήθηκαν από δορυφορικά εργαστήρια που εκτοξεύτηκαν στη γήινη τροχιά.

Ο ρυθμός επιβράδυνσης είναι πλήρως συνεπής με τους υπολογισμούς που έκανε ένας επιστήμονας από το Ηνωμένο Βασίλειο. Και την εποχή που παρατηρήθηκε η άνθηση του βαβυλωνιακού πολιτισμού, η μέρα στη γη κράτησε κάπως λιγότερο, η διαφορά με τη σύγχρονη εποχή ήταν 0,04 δευτερόλεπτα. Και αυτή η πενιχρή απόκλιση υπολογίστηκε από τον Stephenson λόγω του γεγονότος ότι ήταν σε θέση να συγκρίνει τον παγκόσμιο χρόνο και να αξιολογήσει τα λάθη που είχαν συσσωρευτεί σε αυτόν. Δεδομένου ότι έχουν περάσει περίπου ένα εκατομμύριο ημέρες από το έτος 700 έως σήμερα, μπορούσαμε να μεταφράσουμε τα ηλεκτρονικά μας ρολόγια κατά 7 ώρες, τόσος χρόνος προστέθηκε στον χρόνο περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της.

Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει εξαίρεση για τη Γη, αυτό το διάστημα πρακτικά δεν υπάρχει επιμήκυνση της ημέρας και η Γη συνεχίζει να κινείται με σταθερή ταχύτητα. Οι μάζες στο εσωτερικό της γης μπορεί να έχουν αρχίσει να αντισταθμίζουν τις διακυμάνσεις που προκαλούνται από την επιρροή μαγνητικό πεδίοΦεγγάρι. Και η επιτάχυνση της κίνησης του πλανήτη θα μπορούσε να προκληθεί, για παράδειγμα, από τον σεισμό στην Αργεντινή το 2004, μετά τον οποίο η ημέρα μειώθηκε κατά 8 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Η συντομότερη μέρα στην ιστορία καταγράφηκε το 2003, όταν δεν είχαν καν 24 ώρες (1.005 δευτερόλεπτα δεν ήταν αρκετά). Η διεθνής υπηρεσία που μελετά την περιστροφή της Γης και οι γεωφυσικοί παρακολουθούν στενά το πρόβλημα της επιβράδυνσης της ταχύτητας της περιστροφής της γης και τις διαδικασίες που επηρεάζουν την κίνησή της. Εξάλλου, αυτό θα δώσει απαντήσεις σε πολλά παγκόσμια ερωτήματα που σχετίζονται με τη δομή του πλανήτη και τις διεργασίες που συμβαίνουν σε βαθιές δομές - τον μανδύα και τον πυρήνα. Τι καλύπτει την έρευνα και επιστημονική δραστηριότητασεισμολόγοι και γεωφυσικοί.

Η κίνηση γύρω από τον άξονα περιστροφής είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους κίνησης αντικειμένων στη φύση. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε αυτό το είδος κίνησης από την άποψη της δυναμικής και της κινηματικής. Παρουσιάζουμε επίσης τύπους που σχετίζονται με το κύριο φυσικές ποσότητες.

Για ποιο κίνημα μιλάμε;

Με την κυριολεκτική έννοια, θα μιλήσουμε για κινούμενα σώματα γύρω από έναν κύκλο, δηλαδή για την περιστροφή τους. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα μιας τέτοιας κίνησης είναι η περιστροφή του τροχού ενός αυτοκινήτου ή ποδηλάτου ενώ κινείται. όχημα. Περιστροφή γύρω από τον άξονά του ενός καλλιτεχνικού πατινάζ που εκτελεί περίπλοκες πιρουέτες στον πάγο. Ή περιστροφή του πλανήτη μας γύρω από τον Ήλιο και γύρω από τον δικό του άξονα με κλίση προς το επίπεδο της εκλειπτικής.

Όπως μπορείτε να δείτε, ένα σημαντικό στοιχείο του τύπου κίνησης που εξετάζουμε είναι ο άξονας περιστροφής. Κάθε σημείο ενός σώματος με αυθαίρετο σχήμα κάνει κυκλικές κινήσεις γύρω του. Η απόσταση από το σημείο στον άξονα ονομάζεται ακτίνα περιστροφής. Πολλές ιδιότητες ολόκληρου του συστήματος εξαρτώνται από την αξία του. μηχανικό σύστημα, όπως ροπή αδράνειας, γραμμική ταχύτητα και άλλα.

Αν ο λόγος της γραμμικής μεταφορικής κίνησης των σωμάτων στο χώρο είναι η δύναμη που ασκεί πάνω τους εξωτερική δύναμη, τότε η αιτία της κίνησης γύρω από τον άξονα περιστροφής είναι η εξωτερική ροπή δύναμης. Αυτή η ποσότητα περιγράφεται ως το διανυσματικό γινόμενο της ασκούμενης δύναμης F¯ και του διανύσματος απόστασης από το σημείο εφαρμογής του στον άξονα r¯, δηλαδή:

Η δράση της στιγμής M¯ οδηγεί στην εμφάνιση μιας γωνιακής επιτάχυνσης α¯ στο σύστημα. Και οι δύο ποσότητες σχετίζονται μεταξύ τους μέσω ενός ορισμένου συντελεστή I με την ακόλουθη ισότητα:

Η ποσότητα I ονομάζεται ροπή αδράνειας. Εξαρτάται τόσο από το σχήμα του σώματος όσο και από την κατανομή της μάζας στο εσωτερικό του και από την απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Για ένα υλικό σημείο, υπολογίζεται από τον τύπο:

Εάν το εξωτερικό είναι μηδέν, τότε το σύστημα διατηρεί τη γωνιακή του ορμή L¯. Αυτό είναι ένα άλλο διανυσματικό μέγεθος, το οποίο, σύμφωνα με τον ορισμό, ισούται με:

Εδώ p¯ είναι η γραμμική ορμή.

Ο νόμος διατήρησης ορμής L¯ συνήθως γράφεται με την ακόλουθη μορφή:

Όπου ω είναι η γωνιακή ταχύτητα. Θα συζητηθεί περαιτέρω στο άρθρο.

Κινηματική της περιστροφής

Σε αντίθεση με τη δυναμική, αυτός ο κλάδος της φυσικής θεωρεί αποκλειστικά πρακτικά σημαντικά μεγέθη που σχετίζονται με τη χρονική αλλαγή της θέσης των σωμάτων στο χώρο. Δηλαδή, τα αντικείμενα μελέτης της κινηματικής της περιστροφής είναι οι ταχύτητες, οι επιταχύνσεις και οι γωνίες περιστροφής.

Αρχικά, ας εισαγάγουμε τη γωνιακή ταχύτητα. Εννοείται ως η γωνία μέσω της οποίας το σώμα κάνει μια στροφή ανά μονάδα χρόνου. Ο τύπος για τη στιγμιαία γωνιακή ταχύτητα είναι:

Αν το σώμα περιστρέφεται στα ίδια χρονικά διαστήματα ίσες γωνίες, τότε η περιστροφή ονομάζεται ομοιόμορφη. Για αυτόν, ισχύει ο τύπος για τη μέση γωνιακή ταχύτητα:

Το ω μετριέται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο, το οποίο στο σύστημα SI αντιστοιχεί σε αντίστροφα δευτερόλεπτα (s -1).

Στην περίπτωση της ανομοιόμορφης περιστροφής, χρησιμοποιείται η έννοια της γωνιακής επιτάχυνσης α. Καθορίζει το ρυθμό μεταβολής του χρόνου της τιμής ω, δηλαδή:

α \u003d dω / dt \u003d d 2 θ / dt 2

Το α μετριέται σε ακτίνια ανά τετραγωνικό δευτερόλεπτο (σε SI - s -2).

Εάν το σώμα αρχικά περιστρεφόταν ομοιόμορφα με ταχύτητα ω 0 και στη συνέχεια άρχισε να αυξάνει την ταχύτητά του με σταθερή επιτάχυνση α, τότε μια τέτοια κίνηση μπορεί να περιγραφεί από τον ακόλουθο τύπο:

θ = ω 0 *t + α*t 2 /2

Αυτή η ισότητα προκύπτει με την ολοκλήρωση των εξισώσεων γωνιακής ταχύτητας ως προς το χρόνο. Ο τύπος για το θ σας επιτρέπει να υπολογίσετε τον αριθμό των περιστροφών που θα κάνει το σύστημα γύρω από τον άξονα περιστροφής σε χρόνο t.

Γραμμικές και γωνιακές ταχύτητες

Και οι δύο ταχύτητες σχετίζονται μεταξύ τους. Όταν μιλάμε για την ταχύτητα περιστροφής γύρω από έναν άξονα, μπορεί να σημαίνουν τόσο γραμμικά όσο και γωνιακά χαρακτηριστικά.

Ας υποθέσουμε ότι κάποιοι υλικό σημείοπεριστρέφεται γύρω από έναν άξονα σε απόσταση r με ταχύτητα ω. Τότε η γραμμική του ταχύτητα v θα είναι ίση με:

Η διαφορά μεταξύ γραμμικής και γωνιακής ταχύτητας είναι σημαντική. Έτσι, το ω δεν εξαρτάται από την απόσταση από τον άξονα κατά την ομοιόμορφη περιστροφή, ενώ η τιμή του v αυξάνεται γραμμικά με την αύξηση του r. Το τελευταίο γεγονός εξηγεί γιατί, με την αύξηση της ακτίνας περιστροφής, είναι πιο δύσκολο να κρατηθεί το σώμα σε κυκλική τροχιά (η γραμμική του ταχύτητα και, ως αποτέλεσμα, οι αδρανειακές δυνάμεις αυξάνονται).

Το έργο του υπολογισμού της ταχύτητας περιστροφής γύρω από τον άξονά του της Γης

Όλοι γνωρίζουν ότι ο πλανήτης μας είναι μέσα ηλιακό σύστημαεκτελεί δύο τύπους περιστροφικής κίνησης:

• γύρω από τον άξονά του?
• γύρω από το αστέρι.

Ας υπολογίσουμε τις ταχύτητες ω και v για την πρώτη από αυτές.

Η γωνιακή ταχύτητα δεν είναι δύσκολο να προσδιοριστεί. Για να το κάνετε αυτό, θυμηθείτε ότι ο πλανήτης κάνει μια πλήρη περιστροφή ίση με 2 * pi ακτίνια σε 24 ώρες (η ακριβής τιμή είναι 23 ώρες 56 λεπτά 4,1 δευτερόλεπτα). Τότε η τιμή του ω θα είναι ίση με:

ω \u003d 2 * pi / (24 * 3600) \u003d 7,27 * 10 -5 rad / s

Η υπολογιζόμενη τιμή είναι μικρή. Ας δείξουμε τώρα πόσο διαφέρει η απόλυτη τιμή του ω από αυτή του v.

Ας υπολογίσουμε τη γραμμική ταχύτητα v για σημεία που βρίσκονται στην επιφάνεια του πλανήτη στο γεωγραφικό πλάτος του ισημερινού. Δεδομένου ότι η Γη είναι μια πλάγια σφαίρα, η ισημερινή ακτίνα είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την πολική. Είναι 6378 χλμ. Χρησιμοποιώντας τον τύπο για τη σύνδεση δύο ταχυτήτων, παίρνουμε:

v \u003d ω * r \u003d 7,27 * 10 -5 * 6378000 ≈ 464 m / s

Η ταχύτητα που προκύπτει είναι 1670 km/h, που είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του ήχου στον αέρα (1235 km/h).

Η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της οδηγεί στην εμφάνιση της λεγόμενης δύναμης Coriolis, η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την πτήση βαλλιστικών πυραύλων. Είναι επίσης η αιτία πολλών ατμοσφαιρικών φαινομένων, όπως η απόκλιση της φοράς των εμπορικών ανέμων προς τα δυτικά.

Η γη δεν στέκεται ακίνητη, αλλά βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Λόγω του ότι περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο, ο πλανήτης υφίσταται αλλαγή εποχών. Ωστόσο, δεν θυμούνται όλοι ότι, πετώντας γύρω από το ουράνιο σώμα, η Γη έχει ακόμα χρόνο να περιστραφεί γύρω από τον άξονά της. Αυτή η κίνηση είναι που προκαλεί την αλλαγή της ημέρας και της νύχτας έξω από το παράθυρο και ονομάζεται ημερήσια.

Για να καταλάβουμε πώς και με ποια ταχύτητα περιστρέφεται η Γη γύρω από τον Ήλιο και τον άξονά της, βοήθησε το AiF.ru αστροφυσικός, υπάλληλος του Πλανητάριου της Μόσχας Alexander Perkhnyak.

Η κίνηση της γης γύρω από τον άξονά της

Πώς περιστρέφεται η γη γύρω από τον άξονά της;

Κατά την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της, μόνο δύο σημεία παραμένουν ακίνητα: ο Βόρειος και ο Νότιος Πόλος. Αν τα συνδέσετε με μια νοητή γραμμή, θα έχετε τον άξονα γύρω από τον οποίο περιστρέφεται η Γη. Ο άξονας της γης δεν είναι κάθετος, αλλά βρίσκεται σε γωνία 23,5° προς τροχιά της γης.

Με ποια ταχύτητα περιστρέφεται η γη γύρω από τον άξονά της;

Η γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της με ταχύτητα 465 m/s, ή 1.674 km/h. Όσο πιο μακριά από τον ισημερινό, τόσο πιο αργή είναι η κίνηση του πλανήτη.

«Λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι σε απόσταση από τον ισημερινό, η ταχύτητα περιστροφής της Γης γίνεται μικρότερη. Οπτικά μοιάζει με αυτό. Η πόλη του Κίτο βρίσκεται κοντά στη γραμμή του ισημερινού, που σημαίνει ότι αυτή και οι κάτοικοί της κάνουν ανεπαίσθητα μια στροφή μαζί με τη Γη με ταχύτητα 465 m/s. Αλλά η ταχύτητα περιστροφής των Μοσχοβιτών που ζουν πολύ βόρεια του ισημερινού θα είναι σχεδόν δύο φορές μικρότερη: 260 m/s», είπε ο Perkhnyak.

Προς ποια κατεύθυνση περιστρέφεται η γη;

Η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της συμβαίνει από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Αν κοιτάξετε τη Γη από ψηλά προς την κατεύθυνση του Βόρειου Πόλου, τότε θα περιστρέφεται αριστερόστροφα.

Αλλάζει η ταχύτητα της κίνησης της Γης γύρω από τον άξονά της;

Ναι, αλλάζει. Κάθε χρόνο, η πορεία της Γης επιβραδύνεται κατά μέσο όρο 4 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

«Οι αστροφυσικοί αποδίδουν αυτό το φαινόμενο στη σεληνιακή έλξη, η οποία είναι γνωστό ότι επηρεάζει τις παλίρροιες στον πλανήτη μας. Έτσι, όταν συμβαίνουν, η Σελήνη, σαν να λέγαμε, προσπαθεί να προσελκύσει νερό προς τον εαυτό της, μετακινώντας το προς την αντίθετη κατεύθυνση από την πορεία της Γης. Εξαιτίας αυτής της περίεργης αντίδρασης, μια ασήμαντη δύναμη τριβής προκύπτει στον πυθμένα των δεξαμενών, η οποία, σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, επιβραδύνει την ταχύτητα της Γης. Ελαφρώς, μόνο 4 χιλιοστά του δευτερολέπτου το χρόνο», διευκρίνισε ο Perkhnyak.

Κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο

Πώς περιστρέφεται η γη γύρω από τον ήλιο;

Ο πλανήτης μας περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε τροχιά μήκους άνω των 930 εκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Με τι ταχύτητα;

Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο με ταχύτητα 30 km / s, δηλαδή 107.218 km / h.

Πόσο καιρό χρειάζεται η γη για να ολοκληρώσει μια περιστροφή γύρω από τον ήλιο;

Η Γη κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον Ήλιο σε περίπου 365 ημέρες. Ο χρόνος που χρειάζεται για να περιστραφεί πλήρως η Γη γύρω από τον Ήλιο ονομάζεται έτος.

Προς ποια κατεύθυνση κινείται η Γη όταν κάνει κύκλους γύρω από τον Ήλιο;

Γύρω από τον Ήλιο, η Γη περιστρέφεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά, καθώς και γύρω από τον άξονά της.

Πόσο μακριά περιστρέφεται η γη γύρω από τον ήλιο;

Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Πώς αλλάζουν οι εποχές;

Κατά την περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο, η γωνία κλίσης της δεν αλλάζει. Ως αποτέλεσμα, σε ένα μέρος της τροχιάς της, η Γη θα στραφεί περισσότερο προς τον Ήλιο από το κάτω μισό της: το Νότιο Ημισφαίριο, όπου έρχεται το καλοκαίρι. Και αυτή τη στιγμή, ο Βόρειος Πόλος θα είναι πρακτικά κρυμμένος από τον ήλιο: σημαίνει ότι ο χειμώνας έρχεται εκεί. Δύο φορές το χρόνο, ο Ήλιος φωτίζει το βόρειο και το νότιο ημισφαίριο περίπου εξίσου: αυτή είναι η εποχή της άνοιξης και του φθινοπώρου. Αυτές οι στιγμές είναι επίσης γνωστές ως εαρινή και φθινοπωρινή ισημερία.

Γιατί η Γη δεν πέφτει στον Ήλιο;

«Όταν η γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, φυγόκεντρος δύναμηπου προσπαθεί συνεχώς να σπρώξει τον πλανήτη μας πίσω. Αλλά δεν θα μπορέσει. Και όλα αυτά επειδή η Γη κινείται πάντα γύρω από το αστέρι με την ίδια ταχύτητα και βρίσκεται σε ασφαλή απόσταση από αυτό, σε σχέση με τη φυγόκεντρη δύναμη με την οποία προσπαθούν να βγάλουν τη Γη εκτός τροχιάς. Γι' αυτό η Γη δεν πέφτει στον Ήλιο και δεν πετάει μακριά στο διάστημα, αλλά συνεχίζει να κινείται κατά μήκος μιας δεδομένης τροχιάς», είπε ο Alexander Perkhnyak.