Почему вращается земля вокруг своей оси: Вращение Земли вокруг оси — урок. География, 5 класс.

Содержание

И всё-таки она вертится: почему мы не замечаем вращения Земли

22 июля 2022 Образование

Такие вопросы частенько приходят в голову в час ночи — когда пытаешься уснуть.

Как известно, наша планета имеет форму шара — извините, плоскоземельщики, но это так. И она вращается вокруг своей оси, как волчок, благодаря чему у нас дни сменяют ночи. Делает это она с экваториальной скоростью 1 674 км/ч.

Фотография Земли с орбиты. Изображение: NASA / Unsplash

Это 465 метров в секунду — впечатляющая цифра. У некоторых может возникнуть вопрос: почему мы не замечаем вращения планеты? Люди умудряются потерять сознание, катаясь в парке аттракционов на карусели, а она движется куда медленнее, чем Земля.

Может быть, учёные опять скрывают правду и в действительности наша планета неподвижна?

На самом деле ответить на вопрос «почему мы не замечаем вращения Земли» довольно легко, если провести простую аналогию. Представьте, что вы летите на самолёте.

Снаружи видно, что воздушное судно несётся вперёд, причём оно может быть очень быстрым. Но, находясь внутри, вы не будете замечать движения и сможете ходить по салону, сидеть и лежать, как будто самолёт полностью неподвижен. Дело в том, что вы движетесь с той же скоростью, что и транспорт, и относительно его «системы отсчёта», как говорят физики, находитесь в полном покое.

Мы не можем ощутить скорость, но способны чувствовать ускорение. Вы заметите движение самолёта, только когда он будет разгоняться или, наоборот, тормозить. Именно поэтому во время взлёта и посадки пассажиров просят сесть и пристегнуться, иначе они все попадают на пол.

Фото звёздного неба c Земли при многочасовой экспозиции — иллюстрация вращения Земли вокруг своей оси. Изображение: Anton Yankovyi / Wikimedia Commons

Если бы планета остановилась, мы бы это почувствовали — и не смогли бы пережить такой катастрофы. Но Земля ни ускоряться, ни тормозить не собирается, поэтому мы не замечаем её вращения. Атмосфера, все объекты на поверхности и мы сами — всё крутится вместе с планетой на той же скорости 465 метров в секунду.

А относительно самой Земли остаётся неподвижным.

Второй закон Ньютона гласит: сила = масса × ускорение. Ваше тело — это та самая масса. Ускорение в случае с Землёй равно нулю. Значит, на ваше тело никакая сила не действует, и оно находится в покое.

Хотя, строго говоря, небольшое замедление Земля всё-таки испытывает. Луна слегка тормозит вращение нашей планеты, отчего последняя каждый день замедляется примерно на две тысячные секунды. Исследования показывают, что 350 миллионов лет назад сутки состояли всего из 23 часов, потому что Земля крутилась быстрее.

То есть на ваше тело на поверхности планеты всё-таки действует небольшое замедление — физики называют его отрицательным ускорением. Впрочем, оно настолько незначительно, что вы его просто не замечаете.

Что случится, если Земля перестанет вращаться вокруг своей оси

Реалии: моментальный эффект

Скорость вращения нашей планеты — 1670 км/ч, поэтому при остановке все, что не вмуровано в горные породы — животных, людей, деревья, здания, — попросту снесет с поверхности Земли. Кроме того, океаны по инерции продолжат вращаться, так что редких выживших счастливчиков накроет гигантским цунами. Также само столкновение вызовет многочисленные землетрясения и извержения.

День и ночь

Сутки на планете будут длиться 365 дней. На одной половине Земли почти полгода будет светить солнце и стоять невыносимая жара, а на другой установится почти шестимесячная холодная ночь. «Почти» — из-за того, что между зимней ночью и летним днем будут краткие периоды сумерек.

Вода и суша

Сейчас центробежные силы сплющивают Землю у полюсов и создают «горб» на экваторе — диаметр планеты там на 43 км больше, чем у полюсов. Без вращения «горб» исчезнет и океаны стекут к полюсам. На планете останется один гигантский континент и две шапки из океанов.

Восток и запад

Солнце сейчас встает на востоке и садится на западе. Это происходит из-за того, что Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток. Если планета остановится, восход и закат будут определяться только ее вращением вокруг Солнца; восход будет на западе, а закат — на востоке.

Животные и растения

Большая часть животных и растений не сможет приспособиться к резко изменившимся условиям и исчезнет. При этом некоторые виды получат преимущество, например обитатели Антарктики, которым не привыкать к полугодовой ночи.

Канада и Антарктида

В процессе формирования новой географии под воду уйдут Антарктида, Гренландия, Канада, Сибирь, вся Европа, часть Китая и половина Новой Зеландии. Зато вдоль экватора до 30 градусов северной и южной широты появятся равнины и горные хребты.

Поле и космос

Пропадет магнитное поле Земли, которое защищает планету от солнечного ветра — заряженных частиц, с огромной скоростью несущихся к планете от звезды, — и от высокоэнергетических частиц из дальнего космоса. Поле образуется благодаря вращению полужидкого металлического ядра Земли. Оно порождает токи, которые создают магнитные поля. Кстати, вместе с магнитным полем исчезнут и полярные сияния.

Ветра и климат

В другом температурном режиме ветра начнут дуть от экватора к полюсам, а не распределяться параллельно экватору, как сейчас. Из-за этого изменятся климат и морские течения, что повлечет глобальные перестройки, прежде всего в морских экосистемах.

Частицы и подземелье

Воздействие высокоэнергетических космических частиц смертельно для человека и других живых существ. Людям придется перебраться под землю и там же выращивать растения и пасти скот. Для прогулок по поверхности нужно будет надевать скафандр или защитную одежду.

Будущее: медленно, но верно

Кстати, Земля действительно постепенно замедляет свое вращение. Из-за приливных сил между планетой и Луной (они возникают из-за того, что ближние к Луне участки Земли притягиваются к ней сильнее дальних) каждые 100 лет сутки удлиняются на 1,5–2 миллисекунды. Через 140 миллионов лет в сутках будет уже 25 часов. Впрочем, до полной остановки Земли человечество не доживет, так как примерно через 5 миллиардов лет Солнце превратится в красный гигант, увеличится в размерах и поглотит нашу планету.

_{Фото в анонсе:}_{dotted zebra / Alamy}_{; иллюстрации: Ольга Дегтярева}

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 5, май 2014}

В какую сторону вращается Земля?

За многие годы уроков естествознания сообщение о том, что Земля вращается вокруг своей оси, вероятно, прочно засело в вашем мозгу и осталось там с тех пор. Но не упоминали ли ваши учителя, в каком направлении вращается Земля, и если да, то помните ли вы это?

На самом деле, правильного ответа может быть не один: это зависит от вашего положения по отношению к самой Земле. Если вы представляете, что парите над планетой и смотрите вниз на Северный полюс прямо под вами, Земля будет вращаться против часовой стрелки. Если вы находитесь под Землей и смотрите на Южный полюс над собой, вы бы описали вращение как по часовой стрелке.

Направление вращения помогает понять, почему солнце «восходит» на востоке и «заходит» на западе, потому что Земля вращается с запада на восток. Представьте, что вы наблюдаете за Землей с точки зрения солнца незадолго до начала дня в Северной Америке. Поскольку Земля вращается на восток, солнечный свет сначала попадает на восточное побережье; поэтому, когда жители Нью-Йорка начинают свой день, калифорнийцы все еще спят в полной темноте. Поскольку Земля продолжает свое восточное вращение, солнце освещает все большую часть Северной Америки. Другими словами, мы, люди на земле, движемся к солнечному свету, который уже освещает землю к востоку от нас, поэтому мы можем увидеть приближающийся солнечный свет, если посмотрим на восток.

Иди на восток. /mapichai/iStock через Getty Images Plus

То же самое происходит на закате. Земля продолжает вращаться на восток, и, в конце концов, Восточное побережье выходит из поля зрения Солнца и уходит во тьму. Солнце все еще светит на землю к западу от нее, поэтому жители Восточного побережья могут наблюдать, как уходит их собственный дневной свет, глядя на запад.

Причина, по которой Земля вращается против часовой стрелки (то есть с запада на восток), менее ясна. Наша Солнечная система была создана, когда облако пыли и газа разрушилось — возможно, потому, что рядом с ним взорвалась другая звезда — и материя, отчасти благодаря гравитации, переориентировалась в звезду и набор планет (плюс луны, астероиды и т. д.). далее). Ответвлением нового звездообразования является то, что звезда и другие объекты вокруг нее вращаются, но направление зависит от переменных, действующих во время коллапса облака.

«Такие факторы, как турбулентность, вызванная ударными волнами сверхновых, и магнитные эффекты, возникающие, когда части облака начинают коллапсировать в звезды, влияют на конечный угловой момент и ориентацию вращения новорожденных звезд», — объяснила Элисон Клесман из Astronomy .

Для нашей Солнечной системы эта ориентация вращения оказалась против часовой стрелки, или «прогрессивной». Земля, Солнце и большинство других планет вращаются в этом направлении. Венера, однако, вращается по часовой стрелке; а Уран вращается на боку. Некоторые ученые считают, что раньше они соответствовали нашей ориентации вращения до того, как произошло событие, которое выбило их из строя — например, одно крупное столкновение или серия более мелких. Но мы далеки от уверенности в том, что произошло на самом деле.

Вращение, наклон и орбита Земли

Вращение, наклон и орбита Земли влияют на количество солнечной энергии , получаемой любым конкретным регионом земного шара, в зависимости от широты, времени суток и времени года. Небольшие изменения угла наклона Земли и формы ее орбиты вокруг Солнца вызывают изменения климата в течение периода от 10 000 до 100 000 лет и не вызывают изменения климата сегодня.

Суточные изменения освещенности и температуры вызваны вращением Земли, а сезонные изменения вызваны наклоном Земли. Поскольку Земля вращается вокруг Солнца, Земля притягивается гравитационными силами Солнца, Луны и крупных планет Солнечной системы, прежде всего Юпитера и Сатурна. В течение длительных периодов времени гравитационное притяжение других членов нашей Солнечной системы медленно меняет вращение, наклон и орбиту Земли. В течение примерно 100 000–400 000 лет гравитационные силы медленно меняют орбиту Земли между более круглыми и эллиптическими формами, как показано синими и желтыми пунктирными овалами на рисунке справа. старше 1920 000–24 000 лет направление наклона Земли меняется (вращается). Кроме того, насколько земная ось наклонена к Солнцу или от него, меняется со временем примерно в течение 41 000 летних циклов. Небольшие изменения во вращении, наклоне и орбите Земли за эти длительные периоды времени могут изменить количество солнечного света, полученного (и, следовательно,

поглощенного и переизлученного ) различными частями Земли. В течение от 10 до 100 тысяч лет эти небольшие изменения положения Земли по отношению к Солнцу могут изменить количество солнечного излучения, также известного как инсоляция, получаемого различными частями Земли. В свою очередь, изменения инсоляции в течение этих длительных периодов времени могут изменить региональный климат, а также продолжительность и интенсивность сезонов. Вращение, наклон и орбита Земли продолжают меняться и сегодня, но не объясняют нынешнее быстрое изменение климата.

Взято из Universe Today.

Изменения инсоляции приводят к циклам ледниковых периодов, во время которых ледяные щиты расширяются (ледниковые периоды) и сжимаются (межледниковые периоды).

Эти модели ледниковых периодов, также называемые циклами Миланковича, были предсказаны сербским ученым Милютином Миланковичем. Миланкович предсказал, что ледниковые периоды происходят во время низкой летней инсоляции в высоких широтах северного полушария, что позволяет ледяным щитам сохраняться из года в год и не таять. Впоследствии ученые обнаружили обширные свидетельства циклов Миланковича, сохранившиеся в геологической летописи, особенно в слоях отложений и окаменелостей в океанских бассейнах, которые сохраняют химические изменения в океане и атмосфере во время ледниковых и межледниковых периодов. Несмотря на то, что вращение, наклон и орбита Земли были основной причиной изменений в течение длительных периодов времени в прошлом, они изменяются так медленно, что сегодня они не являются причиной глобального потепления и изменения климата.

Изменения вращения, наклона и орбиты Земли влияли на систему Земли в прошлом в различных масштабах. Вот некоторые из этих способов:

Увеличение или уменьшение количества солнечного света, который поглощается различными участками поверхности Земли.