Vilken rotation har jorden runt sin axel. Linj?r och vinkelrotationshastighet. Och igen snurrar hon
V?r planet ?r st?ndigt i r?relse:
- snurra runt egen axel, r?relse runt solen;
- rotation med solen runt mitten av v?r galax;
- r?relse i f?rh?llande till centrum av den lokala gruppen av galaxer och andra.
Jordens r?relse runt sin egen axel
Jordens rotation runt sin axel(Figur 1). Jordaxeln anses vara en t?nkt linje runt vilken den roterar. Denna axel lutar 23°27" fr?n vinkelr?t mot ekliptikplanet. Jordens axel sk?r med jordytan vid tv? punkter - polerna - norr och s?der. Sett fr?n nordpolen roterar jorden moturs, eller, som man brukar tro, fr?n v?st till ?st. Planeten fullbordar ett helt varv runt sin axel p? en dag.
Ris. 1. Jordens rotation runt sin axel
En dag ?r en tidsenhet. Det finns sideriska dagar och soldagar.
Siderisk dag- detta ?r den tidsperiod under vilken jorden kommer att v?nda sig runt sin axel i f?rh?llande till stj?rnorna. De ?r lika med 23 timmar 56 minuter 4 sekunder.
Solig dag- detta ?r den tidsperiod under vilken jorden v?nder sig runt sin axel i f?rh?llande till solen.
Rotationsvinkeln f?r v?r planet runt sin axel ?r densamma p? alla breddgrader. P? en timme r?r sig varje punkt p? jordens yta 15° fr?n sin ursprungliga position. Men samtidigt ?r r?relsehastigheten omv?nt proportionell mot geografisk breddgrad: vid ekvatorn ?r det 464 m/s, och p? en latitud p? 65° ?r det bara 195 m/s.
Jordens rotation runt sin axel 1851 bevisades i hans experiment av J. Foucault. I Paris, i Pantheon, h?ngdes en pendel under kupolen och under den en cirkel med indelningar. Med varje efterf?ljande r?relse hamnade pendeln p? nya divisioner. Detta kan bara h?nda om jordens yta under pendeln roterar. Placeringen av pendelns sv?ngplan vid ekvatorn ?ndras inte, eftersom planet sammanfaller med meridianen. Jordens axiella rotation har viktiga geografiska konsekvenser.
N?r jorden roterar uppst?r centrifugalkraft som spelar en viktig roll f?r att forma planetens form och minskar tyngdkraften.
En annan av de viktigaste konsekvenserna av axiell rotation ?r bildandet av en rotationskraft - Coriolis krafter. P? 1800-talet det ber?knades f?rst av en fransk vetenskapsman inom mekanikomr?det G. Coriolis (1792-1843). Detta ?r en av tr?ghetskrafterna som introduceras f?r att ta h?nsyn till inverkan av rotation av en r?rlig referensram p? den relativa r?relsen av en materialpunkt. Dess effekt kan kort uttryckas enligt f?ljande: varje r?rlig kropp p? norra halvklotet b?js ?t h?ger och p? s?dra halvklotet - till v?nster. Vid ekvatorn ?r Corioliskraften noll (fig. 3).
Ris. 3. Coriolis-styrkans agerande
Corioliskraftens verkan str?cker sig till m?nga fenomen i det geografiska h?ljet. Dess avb?jande effekt ?r s?rskilt m?rkbar i f?rdriktningen luftmassor. Under p?verkan av den avledande kraften fr?n jordens rotation tar vindarna p? tempererade breddgrader p? b?da halvkloten en ?verv?gande v?stlig riktning och p? tropiska breddgrader - ?stlig. En liknande manifestation av Coriolis-kraften finns i havsvattnets r?relseriktning. Asymmetrin i floddalar ?r ocks? f?rknippad med denna kraft (h?gra stranden ?r vanligtvis h?g p? norra halvklotet och v?nstra stranden p? s?dra halvklotet).
Jordens rotation runt sin axel leder ocks? till r?relse solbelysning F?rbi jordens yta fr?n ?st till v?st, d.v.s. till bytet av dag och natt.
F?r?ndringen av dag och natt skapar en daglig rytm i levande och livl?s natur. Dygnsrytmen ?r n?ra besl?ktad med ljus och temperaturf?rh?llanden. Den dagliga variationen av temperatur, dag- och nattvindar etc. ?r v?lk?nda. Dygnsrytmer f?rekommer ?ven i levande natur - fotosyntes ?r endast m?jlig under dagen, de flesta v?xter ?ppnar sina blommor i olika klockor; Vissa djur ?r aktiva p? dagen, andra p? natten. M?nniskolivet flyter ocks? i en dygnsrytm.
En annan konsekvens av jordens rotation runt sin axel ?r tidsskillnaden i olika punkter av v?r planet.
Sedan 1884 antogs zontid, det vill s?ga hela jordens yta var uppdelad i 24 tidszoner p? 15° vardera. Bakom standard tid acceptera lokal tid mittmeridianen p? varje b?lte. Tiden i n?rliggande tidszoner skiljer sig med en timme. Gr?nserna f?r b?ltena dras med h?nsyn till politiska, administrativa och ekonomiska gr?nser.
Nollb?ltet anses vara Greenwichb?ltet (uppkallat efter Greenwich Observatory n?ra London), som l?per p? b?da sidor om nollmeridianen. Tiden f?r primtalsmeridianen beaktas Universell tid.
Meridian 180° tas som internationell datumrad— villkorlig linje p? ytan klot, p? b?da sidor av vilka timmar och minuter sammanfaller, och kalenderdatumen skiljer sig med en dag.
F?r mer rationell anv?ndning p? sommaren av dagsljus 1930, v?rt land inf?rdes mammatid, en timme f?re tidszonen. F?r att uppn? detta flyttades klockvisarna en timme fram?t. I detta avseende lever Moskva, som ?r i den andra tidszonen, enligt tiden f?r den tredje tidszonen.
Sedan 1981, fr?n april till oktober, har tiden flyttats fram en timme. Detta ?r den s? kallade sommartid. Det introduceras f?r att spara energi. P? sommaren ligger Moskva tv? timmar f?re normal tid.
Tiden f?r tidszonen d?r Moskva ligger ?r Moskva.
Jordens r?relse runt solen
Jorden roterar runt sin axel och r?r sig samtidigt runt solen och g?r runt cirkeln p? 365 dagar 5 timmar 48 minuter 46 sekunder. Denna period kallas astronomiskt ?r. F?r enkelhetens skull tror man att det finns 365 dagar p? ett ?r, och vart fj?rde ?r, n?r 24 timmar av sex timmar "ackumuleras", finns det inte 365, utan 366 dagar p? ett ?r. Detta ?r kallas skott?r och en dag l?ggs till februari.
V?gen i rymden som jorden r?r sig runt solen kallas bana(Fig. 4). Jordens bana ?r elliptisk, s? avst?ndet fr?n jorden till solen ?r inte konstant. N?r jorden ?r inne perihelium(fr?n grekiska peri- n?ra, n?ra och helios- Sun) - den omloppspunkt som ligger n?rmast solen - den 3 januari ?r avst?ndet 147 miljoner km. Det ?r vinter p? norra halvklotet vid denna tid. St?rsta avst?ndet fr?n solen i aphelion(fr?n grekiska aro- bort fr?n och helios- Sun) - st?rsta avst?ndet fr?n solen - 5 juli. Det ?r lika med 152 miljoner km. Det ?r sommar p? norra halvklotet vid den h?r tiden.
Ris. 4. Jordens r?relse runt solen
Jordens ?rliga r?relse runt solen observeras av den kontinuerliga f?r?ndringen av solens position p? himlen - solens middagsh?jd och positionen f?r dess soluppg?ng och solnedg?ng f?r?ndras, varaktigheten av de ljusa och m?rka delarna av dagen f?r?ndras.
N?r man r?r sig i omloppsbana ?ndras inte riktningen p? jordens axel, den ?r alltid riktad mot Polstj?rnan.
Som ett resultat av f?r?ndringar i avst?ndet fr?n jorden till solen, s?v?l som p? grund av lutningen av jordens axel mot planet f?r dess r?relse runt solen, en oj?mn f?rdelning av solstr?lning under ett ?r. Det ?r s? ?rstidernas v?xling sker, vilket ?r karakteristiskt f?r alla planeter vars rotationsaxel lutar mot planet f?r dess omloppsbana. (ekliptika) skiljer sig fr?n 90°. Planetens omloppshastighet p? norra halvklotet ?r h?gre i vintertid och mindre p? sommaren. D?rf?r varar vinterhalv?ret 179 dagar och sommarhalv?ret - 186 dagar.
Som ett resultat av jordens r?relse runt solen och lutningen av jordens axel till planet f?r dess omloppsbana med 66,5°, upplever v?r planet inte bara en f?r?ndring av ?rstider, utan ocks? en f?r?ndring av l?ngden p? dagen och natten.
Jordens rotation runt solen och ?rstidernas f?r?ndring p? jorden visas i fig. 81 (dagj?mningar och solst?nd i enlighet med ?rstiderna p? norra halvklotet).
Endast tv? g?nger om ?ret - p? dagj?mningsdagarna ?r l?ngden p? dagen och natten ?ver hela jorden n?stan densamma.
Dagj?mning- det ?gonblick i tiden d? solens centrum, under sin uppenbara ?rliga r?relse l?ngs ekliptikan, korsar himmelsekvatorn. Det finns v?r- och h?stdagj?mningar.
Lutningen p? jordens rotationsaxel runt solen under dagj?mningarna 20-21 mars och 22-23 september visar sig vara neutral i f?rh?llande till solen, och de delar av planeten som vetter mot den ?r j?mnt upplysta fr?n pol till stolpe (fig. 5). Solens str?lar faller vertikalt vid ekvatorn.
Den l?ngsta dagen och den kortaste natten intr?ffar p? sommarsolst?ndet.
Ris. 5. Jordens belysning av solen p? dagj?mningen
Solst?nd- det ?gonblick som solens centrum passerar de punkter i ekliptikan som ?r l?ngst bort fr?n ekvatorn (solst?ndspunkter). Det finns sommar- och vintersolst?nd.
P? dagen f?r sommarsolst?ndet, 21-22 juni, intar jorden en position d?r den norra ?nden av dess axel lutar mot solen. Och str?larna faller vertikalt inte p? ekvatorn, utan p? den norra tropen, vars latitud ?r 23°27". Inte bara polaromr?dena ?r upplysta dygnet runt, utan ?ven rymden bortom dem upp till en latitud av 66° 33" (polcirkeln). P? s?dra halvklotet vid denna tidpunkt ?r bara den del av den som ligger mellan ekvatorn och s?dra polcirkeln (66°33") upplyst. Bortom den ?r jordens yta inte upplyst denna dag.
P? vintersolst?ndets dag, 21-22 december, h?nder allt tv?rtom (bild 6). Solens str?lar faller redan vertikalt ?ver de s?dra tropikerna. De omr?den som ?r upplysta p? s?dra halvklotet ligger inte bara mellan ekvatorn och tropikerna, utan ocks? runt Sydpolen. Denna situation forts?tter fram till v?rdagj?mningen.
Ris. 6. Jordens belysning p? vintersolst?ndet
P? tv? paralleller med jorden under solst?ndsdagar ?r solen vid middagstid direkt ovanf?r observat?rens huvud, d.v.s. i zenit. S?dana paralleller kallas tropikerna. I den norra v?ndkretsen (23° N) befinner sig solen i zenit den 22 juni, i den s?dra v?ndkretsen (23° S) - den 22 december.
Vid ekvatorn ?r dag alltid lika med natt. Infallsvinkel solstr?lar p? jordens yta och dygnets l?ngd d?r f?r?ndras lite, s? ?rstidernas v?xling ?r inte uttalad.
Polcirklarna anm?rkningsv?rt genom att de ?r gr?nserna f?r omr?den d?r det finns pol?ra dagar och n?tter.
Polardagen- den period d? solen inte faller under horisonten. Ju l?ngre polen ?r fr?n polcirkeln, desto l?ngre ?r polardagen. P? polcirkelns latitud (66,5°) varar den bara en dag, och vid polen - 189 dagar. P? norra halvklotet, p? polcirkelns latitud, observeras polardagen den 22 juni, dagen f?r sommarsolst?ndet, och p? s?dra halvklotet, p? s?dra polcirkelns latitud, den 22 december.
polarnatten varar fr?n en dag p? polcirkelns latitud till 176 dagar vid polerna. Under polarnatten syns inte solen ovanf?r horisonten. P? norra halvklotet p? polcirkelns latitud observeras detta fenomen den 22 december.
Det ?r om?jligt att inte notera ett s? underbart naturfenomen som vita n?tter. Vita n?tter- det ?r ljusa n?tter i b?rjan av sommaren, n?r kv?llsgryningen sammanfaller med morgonen och skymningen varar hela natten. De observeras p? b?da halvkloten vid breddgrader som ?verstiger 60°, n?r solens centrum vid midnatt faller under horisonten med h?gst 7°. I St Petersburg (cirka 60° N) varar vita n?tter fr?n 11 juni till 2 juli, i Archangelsk (64° N) - fr?n 13 maj till 30 juli.
?rstidsrytmen i samband med ?rsr?relsen p?verkar i f?rsta hand belysningen av jordytan. Beroende p? f?r?ndringen i solens h?jd ?ver horisonten p? jorden finns det fem belysningszoner. Den heta zonen ligger mellan de norra och s?dra tropikerna (Kr?ftans v?ndkrets och Stenbockens v?ndkrets), upptar 40 % av jordens yta och skiljer sig ?t det st?rsta antalet v?rme som kommer fr?n solen. Mellan tropikerna och polcirklarna p? s?dra och norra halvklotet finns m?ttliga ljuszoner. ?rets ?rstider ?r redan uttryckta h?r: ju l?ngre fr?n tropikerna, desto kortare och svalare sommaren ?r, desto l?ngre och kallare vinter. Polarzonerna p? norra och s?dra halvklotet begr?nsas av polcirklarna. H?r ?r solens h?jd ?ver horisonten l?g under hela ?ret, s? m?ngden solv?rme minimal. Polarzonerna k?nnetecknas av pol?ra dagar och n?tter.
Inte bara ?rstidernas v?xlingar och den tillh?rande oj?mnheten i belysningen av jordytan ?ver breddgrader beror p? jordens ?rliga r?relse runt solen, utan ocks? en betydande del av processerna i geografiska h?lje: s?songsm?ssiga f?r?ndringar i v?dret, regimen f?r floder och sj?ar, rytm i livet f?r v?xter och djur, typer och tidpunkt f?r jordbruksarbete.
Kalender.Kalender- ett system f?r ber?kning av l?nga tidsperioder. Detta system ?r baserat p? periodiska naturfenomen f?rknippade med himlakroppars r?relse. Kalendern anv?nder astronomiska fenomen - ?rstidernas f?r?ndring, dag och natt, f?r?ndring m?nens faser. Den f?rsta kalendern var egyptisk, skapad p? 300-talet. f?re Kristus e. Den 1 januari 45 introducerade Julius Caesar Juliansk kalender, som fortfarande anv?nds av ryska ortodox kyrka. P? grund av det faktum att l?ngden p? det julianska ?ret ?r 11 minuter 14 sekunder l?ngre ?n det astronomiska, p? 1500-talet. ett "fel" p? 10 dagar ackumulerat - dagen f?r v?rdagj?mningen intr?ffade inte den 21 mars, utan den 11 mars. Detta fel korrigerades 1582 genom dekret av p?ven Gregorius XIII. Dagr?kningen flyttades fram 10 dagar och dagen efter den 4 oktober f?reskrevs att betraktas som fredag, dock inte den 5 oktober, utan den 15 oktober. V?rdagj?mningen ?terf?rdes ?ter till den 21 mars och kalendern b?rjade kallas den gregorianska kalendern. Det introducerades i Ryssland 1918. Det har dock ocks? ett antal nackdelar: oj?mn l?ngd p? m?nader (28, 29, 30, 31 dagar), oj?mlikhet mellan kvartalen (90, 91, 92 dagar), inkonsekvens i antalet av m?nader efter veckodag.
Oavsett det faktum att v?r planets st?ndiga r?relser vanligtvis ?r om?rkliga, de olika vetenskapliga fakta Det har l?nge bevisats att planeten jorden r?r sig l?ngs sin egen strikt definierade bana, inte bara runt sj?lva solen, utan ocks? runt sin egen axel. Detta ?r vad som best?mmer massan av naturfenomen som observeras av m?nniskor varje dag, s?som f?r?ndringen i tid p? dagen och natten. ?ven i denna andra N?r du l?ser dessa rader ?r du i konstant r?relse, en r?relse som orsakas av din hemplanets r?relse.
Fick r?relse
Det ?r intressant att sj?lva jordens hastighet inte ?r ett konstant v?rde, av sk?l som forskare tyv?rr ?nnu inte har kunnat f?rklara, men det ?r s?kert k?nt att jorden varje ?rhundrade saktar ner hastigheten p? sin normal rotation med ett belopp som ?r lika med cirka 0,0024 sekunder. Man tror att en s?dan anomali ?r direkt relaterad till en viss m?nattraktion, som best?mmer tidvattnets ebb och fl?de, d?r v?r planet ocks? spenderar en betydande del av sin egen energi, vilket "bromsar ner" dess individuella rotation. De s? kallade tidvattenutspr?ngen, som r?r sig som vanligt i motsatt riktning mot jordens kurs, orsakar uppkomsten av vissa friktionskrafter, som, i enlighet med fysikens lagar, ?r den huvudsakliga bromsfaktorn i ett s? kraftfullt rymdsystem som Jorden.
Naturligtvis finns det faktiskt ingen axel, det ?r en t?nkt rak linje som hj?lper till att g?ra ber?kningar.
P? en timme tror man att jorden roterar 15 grader. Det ?r inte sv?rt att gissa hur l?ng tid det tar f?r den att v?nda helt runt sin axel: 360 grader - p? en dag p? 24 timmar.
Dag klockan 23
Det ?r tydligt att jorden roterar runt sin egen axel under de 24 timmar som m?nniskor k?nner till - en vanlig jordisk dag, eller mer exakt - p? 23 timmar minuter och n?stan 4 sekunder. F?rflyttningen sker alltid fr?n den v?stra delen till den ?stra delen och inget annat. Det ?r inte sv?rt att ber?kna att under s?dana f?rh?llanden kommer hastigheten vid ekvatorn att n? cirka 1670 kilometer i timmen, och gradvis minska n?r den n?rmar sig polerna, d?r den g?r smidigt till noll.
Det ?r om?jligt att uppt?cka med blotta ?gat rotationen som utf?rs av jorden med en s?dan gigantisk hastighet, eftersom alla omgivande f?rem?l r?r sig tillsammans med m?nniskor. Alla planeter solsystem g?ra liknande r?relser. Till exempel har Venus en mycket l?gre r?relsehastighet, varf?r dess dagar skiljer sig fr?n de p? jorden med mer ?n tv?hundrafyrtiotre g?nger.
De snabbaste planeterna som ?r k?nda idag anses vara Jupiter och planeten Saturnus, som fullbordar sin fullst?ndiga rotation runt sin axel p? tio respektive tio och en halv timme.
Det b?r noteras att jordens rotation runt sin axel ?r ett extremt intressant och ok?nt faktum som kr?ver ytterligare n?rmare studier av forskare runt om i v?rlden.
Jordens rotationsperiod runt sin axel ?r ett konstant v?rde. Astronomiskt ?r det lika med 23 timmar 56 minuter och 4 sekunder. Forskare tog dock inte h?nsyn till det obetydliga felet, avrundade dessa siffror till 24 timmar, eller en jordisk dag. En s?dan rotation kallas dygnsrotation och sker fr?n v?st till ?st. F?r en person fr?n jorden ser det ut som att morgon, eftermiddag och kv?ll ers?tter varandra. Med andra ord, soluppg?ng, middag och solnedg?ng sammanfaller helt med planetens dagliga rotation.
Vad ?r jordens axel?
Jordens axel kan mentalt f?rest?llas som en imagin?r linje runt vilken den tredje planeten fr?n solen roterar. Denna axel sk?r jordens yta vid tv? konstanta punkter - nord- och sydpolen. Om du till exempel mentalt forts?tter riktningen f?r jordens axel upp?t, s? kommer den att passera bredvid Polstj?rnan. F?rresten, det ?r just detta som f?rklarar North Stars or?rlighet. Effekten skapas att himmelssf?ren r?r sig runt sin axel, och d?rf?r runt denna stj?rna.
Det verkar ocks? f?r en person fr?n jorden som att stj?rnhimlen roterar i riktning fr?n ?st till v?st. Men det ?r inte sant. Den skenbara r?relsen ?r bara en ?terspegling av den sanna dagliga rotationen. Det ?r viktigt att veta att v?r planet samtidigt deltar i inte en, utan minst tv? processer. Den kretsar runt jordens axel och g?r omloppsr?relser runt himlakroppen.
Solens skenbara r?relse ?r samma reflektion av v?r planets verkliga r?relse i dess omloppsbana runt den. Som ett resultat kommer f?rsta dagen och sedan natten. L?t oss notera att en r?relse ?r ot?nkbar utan den andra! Dessa ?r universums lagar. Dessutom, om rotationsperioden f?r jorden runt sin axel ?r lika med en jorddag, ?r tiden f?r dess r?relse runt himlakroppen inte ett konstant v?rde. L?t oss ta reda p? vad som p?verkar dessa indikatorer.
Vad p?verkar hastigheten p? jordens omloppsrotation?
Jordens rotationsperiod runt sin axel ?r ett konstant v?rde, vilket inte kan s?gas om hastigheten med vilken den bl? planeten r?r sig i omloppsbana runt stj?rnan. Under en l?ng tid astronomer trodde att denna hastighet var konstant. Det visade sig inte! F?r n?rvarande, tack vare den mest exakta m?tinstrument forskare uppt?ckte en liten avvikelse i tidigare erh?llna siffror.
Orsaken till denna variation ?r friktion som uppst?r under havsvatten. Det ?r detta som direkt p?verkar minskningen omloppshastighet tredje planet fr?n solen. I sin tur ?r tidvattnets ebb och fl?de en konsekvens av verkan av dess konstanta satellit, M?nen, p? jorden. En person m?rker inte en s?dan rotation av planeten runt en himlakropp, precis som jordens rotationsperiod runt sin axel. Men vi kan inte l?ta bli att uppm?rksamma ?rstidernas v?xlingar: v?ren ger vika f?r sommaren, sommaren f?r h?sten och h?sten f?r vintern. Och detta h?nder hela tiden. Detta ?r en konsekvens av planetens omloppsr?relse, som varar 365,25 dagar, eller ett jord?r.
Det ?r v?rt att notera att jorden r?r sig oj?mnt i f?rh?llande till solen. Till exempel, p? vissa punkter ?r det n?rmast himlakroppen, och p? andra ?r det l?ngst bort. Och en sak till: banan runt jorden ?r inte en cirkel, utan en oval eller ellips.
Varf?r m?rker en person inte den dagliga rotationen?
En person kommer aldrig att kunna m?rka planetens rotation medan den ?r p? dess yta. Detta f?rklaras av skillnaden i storleken p? v?r och jordklotet - den ?r f?r stor f?r oss! Du kommer inte att kunna m?rka perioden f?r jordens rotation runt sin axel, men du kommer att kunna k?nna det: dagen kommer att ge vika f?r natten och vice versa. Detta har redan diskuterats ovan. Men vad skulle h?nda om den bl? planeten inte kunde rotera runt sin axel? H?r ?r vad: p? ena sidan av jorden skulle det finnas evig dag, och p? den andra - evig natt! Hemskt, eller hur?
Det ?r viktigt att veta!
S?, rotationsperioden f?r jorden runt sin axel ?r n?stan 24 timmar, och tiden f?r dess "resa" runt solen ?r cirka 365,25 dagar (ett jord?r), eftersom detta v?rde inte ?r konstant. L?t oss uppm?rksamma er p? det faktum att jorden, f?rutom de tv? betraktade r?relserna, ocks? deltar i andra. Till exempel, den, tillsammans med de andra planeterna, r?r sig i f?rh?llande till Vintergatan - v?r inhemska galax. I sin tur g?r Vintergatan en viss r?relse i f?rh?llande till andra n?rliggande galaxer. Och allt h?nder eftersom det aldrig har funnits och kommer aldrig att finnas n?got of?r?nderligt och or?rligt i universum! Du m?ste komma ih?g detta f?r resten av ditt liv.
Daglig rotation av jorden- Jordens rotation runt sin axel under en period av en siderisk dag, vars observerbara manifestation ?r den dagliga rotationen av himmelssf?ren. Jorden roterar fr?n v?st till ?st. N?r den observeras fr?n Polstj?rnan eller ekliptikans nordpol sker jordens rotation moturs.
Encyklopedisk YouTube
-
1 / 5
V = (R e R p R p 2 + R e 2 t g 2 f + R p 2 h R p 4 + R e 4 t g 2 f) o (\displaystyle v=\left((\frac (R_(e)) \,R_(p))(\sqrt ((R_(p))^(2)+(R_(e))^(2)\,(\mathrm (tg) ^(2)\varphi )))) +(\frac ((R_(p))^(2)h)(\sqrt ((R_(p))^(4)+(R_(e))^(4)\,\mathrm (tg) ^ (2)\varphi )))\right)\omega ), Var R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - ekvatorialradie, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - polarradie.
- Ett flygplan som flyger med denna hastighet fr?n ?st till v?st (p? en h?jd av 12 km: 936 km/h p? Moskvas latitud, 837 km/h p? St. Petersburgs latitud) kommer att vila i tr?ghetsreferensramen.
- ?verlagringen av jordens rotation runt sin axel med en period av en siderisk dag och runt solen med en period av ett ?r leder till olikheten mellan sol- och sideriska dagar: l?ngden p? den genomsnittliga soldygnen ?r exakt 24 timmar, vilket ?r 3 minuter 56 sekunder l?ngre ?n den sideriska dagen.
Fysisk mening och experimentell bekr?ftelse
Den fysiska inneb?rden av jordens rotation runt sin axel
Eftersom varje r?relse ?r relativ ?r det n?dv?ndigt att ange ett specifikt referenssystem i f?rh?llande till vilket r?relsen hos en viss kropp studeras. N?r de s?ger att jorden roterar runt en imagin?r axel, menas det att den utf?r rotationsr?relse i f?rh?llande till vilken tr?ghetsreferensram som helst, och perioden f?r denna rotation ?r lika med en siderisk dag - perioden f?r ett fullst?ndigt varv av jorden ( himmelssf?ren) i f?rh?llande till himmelssf?ren (Jorden).
Alla experimentella bevis p? jordens rotation runt sin axel kommer ner till beviset att referensramen som ?r associerad med jorden ?r en icke-tr?ghetsreferensram speciell typ- ett referenssystem som utf?r roterande r?relse i f?rh?llande till tr?ghetsreferenssystem.
Till skillnad fr?n tr?ghetsr?relse (det vill s?ga enhetlig r?tlinjig r?relse i f?rh?llande till tr?ghetsreferensramar) ?r det inte n?dv?ndigt att g?ra observationer av tr?ghetsr?relser i ett slutet laboratorium f?r att uppt?cka icke-tr?ghetsr?relser. yttre organ, - s?dan r?relse detekteras med hj?lp av lokala experiment (det vill s?ga experiment utf?rda i detta laboratorium). I denna mening av ordet kan icke-tr?ghetsr?relse, inklusive jordens rotation runt sin axel, kallas absolut.
Tr?ghetskrafter
Effekter av centrifugalkraft
Beroende av fritt fallacceleration p? geografisk latitud. Experiment visar att accelerationen av fritt fall beror p? geografisk latitud: ju n?rmare polen, desto st?rre ?r den. Detta f?rklaras av ?tg?rden centrifugalkraft. F?r det f?rsta ?r punkter p? jordens yta bel?gna p? h?gre latituder n?rmare rotationsaxeln och d?rf?r, n?r man n?rmar sig polen, avst?ndet r (\displaystyle r) minskar fr?n rotationsaxeln och n?r noll vid polen. F?r det andra, med ?kande latitud, minskar vinkeln mellan centrifugalkraftsvektorn och horisontplanet, vilket leder till en minskning av den vertikala komponenten av centrifugalkraften.
Detta fenomen uppt?cktes 1672, n?r den franske astronomen Jean Richet, n?r han var p? en expedition i Afrika, uppt?ckte att vid ekvatorn pendelur g? l?ngsammare ?n i Paris. Newton f?rklarade snart detta genom att s?ga att sv?ngningsperioden f?r en pendel ?r omv?nt proportionell roten ur fr?n gravitationsaccelerationen, som minskar vid ekvatorn p? grund av verkan av centrifugalkraften.
Jordens oblatitet. Inverkan av centrifugalkraften leder till att jorden blir oblatet vid polerna. Detta ?r ett fenomen som f?rutsp?tts av Huygens och Newton i sena XVII?rhundradet, uppt?cktes f?rst av Pierre de Maupertuis i slutet av 1730-talet som ett resultat av bearbetning av data fr?n tv? franska expeditioner speciellt utrustade f?r att l?sa detta problem i Peru (under ledning av Pierre Bouguer och Charles de la Condamine) och Lappland (under ledning). av Alexis Clairaut och sj?lv Maupertuis).
Coriolis krafteffekter: laboratorieexperiment
Denna effekt b?r uttryckas tydligast vid polerna, d?r perioden f?r fullst?ndig rotation av pendelplanet ?r lika med jordens rotationsperiod runt sin axel (siderisk dag). I allm?nhet ?r perioden omv?nt proportionell mot sinus f?r geografisk latitud; vid ekvatorn ?r pendelns oscillationsplan of?r?ndrat.
Gyroskop- en roterande kropp med ett betydande tr?ghetsmoment beh?ller sitt vinkelmoment om det inte finns n?gra starka st?rningar. Foucault, som var tr?tt p? att f?rklara vad som h?nder med en Foucault-pendel som inte stod vid polen, utvecklade en annan demonstration: ett upph?ngt gyroskop beh?ll sin orientering, vilket betyder att det v?nde l?ngsamt i f?rh?llande till betraktaren.
Avb?jning av projektiler under pistolavfyrning. En annan observerbar manifestation av Corioliskraften ?r avb?jningen av banorna f?r projektiler (till h?ger p? norra halvklotet, till v?nster p? s?dra halvklotet) som avfyras i horisontell riktning. Ur tr?ghetsreferensramens synvinkel, f?r projektiler som avfyras l?ngs meridianen, beror detta p? beroendet av den linj?ra hastigheten f?r jordens rotation p? geografisk latitud: n?r projektilen f?rflyttas fr?n ekvatorn till polen beh?ller projektilen den horisontella komponent av hastigheten of?r?ndrad, medan linj?r hastighet rotationen av punkter p? jordens yta minskar, vilket leder till en f?rskjutning av projektilen fr?n meridianen i jordens rotationsriktning. Om skottet avfyrades parallellt med ekvatorn, s? beror projektilens f?rskjutning fr?n parallell p? det faktum att projektilens bana ligger i samma plan med jordens centrum, medan punkter p? jordens yta r?r sig i en plan vinkelr?tt mot jordens rotationsaxel. Denna effekt (f?r fallet med att skjuta l?ngs meridianen) f?rutsp?ddes av Grimaldi p? 40-talet av 1600-talet. och publicerades f?rst av Riccioli 1651.
Avvikelse av fritt fallande kroppar fr?n vertikalen. ( ) Om en kropps hastighet har en stor vertikal komponent riktas Corioliskraften mot ?ster, vilket leder till en motsvarande avvikelse av banan f?r en kropp som fritt faller (utan initial hastighet) fr?n ett h?gt torn. N?r den betraktas i en tr?ghetsreferensram f?rklaras effekten av det faktum att toppen av tornet i f?rh?llande till jordens centrum r?r sig snabbare ?n basen, p? grund av vilket kroppens bana visar sig vara en smal parabel och kroppen ?r n?got f?re basen av tornet.
E?tv?seffekten. P? l?ga breddgrader ?r Corioliskraften, n?r den r?r sig l?ngs jordens yta, riktad i vertikal riktning och dess verkan leder till en ?kning eller minskning av tyngdaccelerationen, beroende p? om kroppen r?r sig v?sterut eller ?sterut. Denna effekt kallas E?tv?s-effekten f?r att hedra den ungerske fysikern Lor?nd E?tv?s, som experimentellt uppt?ckte den i b?rjan av 1900-talet.
Experiment med lagen om bevarande av r?relsem?ngd. Vissa experiment ?r baserade p? lagen om bevarande av r?relsem?ngd: i en tr?ghetsreferensram ?ndras inte storleken av r?relsem?ngd (lika med produkten av tr?ghetsmomentet och rotationsvinkelhastigheten) under p?verkan av inre krafter . Om installationen vid n?got f?rsta ?gonblick ?r station?r i f?rh?llande till jorden, ?r dess rotationshastighet i f?rh?llande till tr?ghetsreferenssystemet lika med jordens vinkelhastighet. Om du ?ndrar systemets tr?ghetsmoment m?ste det ?ndras vinkelhastighet dess rotation, det vill s?ga rotation i f?rh?llande till jorden kommer att b?rja. I en icke-tr?ghetsreferensram associerad med jorden sker rotation som ett resultat av Corioliskraften. Denna id? f?reslogs av den franske vetenskapsmannen Louis Poinsot 1851.
Det f?rsta s?dana experimentet utf?rdes av Hagen 1910: tv? vikter p? en sl?t tv?rst?ng installerades or?rligt i f?rh?llande till jordens yta. D? minskades avst?ndet mellan lasterna. Som ett resultat b?rjade installationen rotera. ?nnu mer visuell upplevelse sattes upp av den tyske vetenskapsmannen Hans Bucka 1949. En cirka 1,5 meter l?ng st?ng installerades vinkelr?tt mot en rektangul?r ram. Inledningsvis var st?ngen horisontell, installationen var or?rlig i f?rh?llande till jorden. Sedan f?rdes st?ngen till ett vertikalt l?ge, vilket ledde till en f?r?ndring av tr?ghetsmomentet f?r installationen med cirka 10 4 g?nger och dess snabba rotation med en vinkelhastighet 10 4 g?nger h?gre ?n jordens rotationshastighet.
Tratt i badet.
Eftersom Corioliskraften ?r mycket svag har den en f?rsumbar effekt p? vattnets virvelriktning n?r man dr?nerar ett handfat eller badkar, s? i allm?nhet ?r rotationsriktningen i tratten inte relaterad till jordens rotation. Endast i noggrant kontrollerade experiment kan effekten av Coriolis-kraften separeras fr?n andra faktorer: p? det norra halvklotet kommer tratten att snurra moturs, p? det s?dra halvklotet - vice versa.
Corioliskraftseffekter: fenomen i den omgivande naturen
Optiska experiment
Ett antal experiment som demonstrerar jordens rotation ?r baserade p? Sagnac-effekten: om en ringinterferometer utf?r en rotationsr?relse, s? uppst?r p? grund av relativistiska effekter en fasskillnad i de motriktade str?larna
D f = 8 p A l c o , (\displaystyle \Delta \varphi =(\frac (8\pi A)(\lambda c))\omega ,)Var A (\displaystyle A)- omr?det f?r projektion av ringen p? ekvatorialplanet (planet vinkelr?tt mot rotationsaxeln), c (\displaystyle c)- ljusets hastighet, o (\displaystyle \omega )- vinkelhastighet f?r rotation. F?r att demonstrera jordens rotation anv?ndes denna effekt av den amerikanske fysikern Michelson i en serie experiment som utf?rdes 1923-1925. I moderna experiment med Sagnac-effekten m?ste jordens rotation beaktas f?r att kalibrera ringinterferometrar.
Det finns ett antal andra experimentella demonstrationer av jordens dygnsrotation.
Oj?mn rotation
Precession och nutation
Historien om id?n om jordens dagliga rotation
Antiken
F?rklaringen av himlens dagliga rotation genom jordens rotation runt sin axel f?reslogs f?rst av representanter f?r Pythagoras skola, syrakusanerna Hicetus och Ecphantus. Enligt vissa rekonstruktioner bekr?ftades jordens rotation ocks? av Pythagoras Philolaus fr?n Croton (500-talet f.Kr.). Ett uttalande som kan tolkas som en indikation p? jordens rotation finns i Platons dialog Timaeus .
Men praktiskt taget ingenting ?r k?nt om Hicetas och Ecphantes, och till och med deras existens ifr?gas?tts ibland. Enligt de flesta forskares ?sikt utf?rde jorden i Philolaus v?rldssystem inte en roterande, utan en translationell r?relse runt den centrala elden. I sina andra verk f?ljer Platon den traditionella uppfattningen att jorden ?r or?rlig. Men m?nga bevis har n?tt oss att id?n om jordens rotation f?rsvarades av filosofen Heraclides av Pontus (IV-talet f.Kr.). F?rmodligen ?r ett annat antagande av Heraclides associerat med hypotesen om jordens rotation runt sin axel: varje stj?rna representerar en v?rld, inklusive jord, luft, eter, och allt detta ?r bel?get i o?ndlig rymd. Faktum ?r att om den dagliga rotationen av himlen ?r en ?terspegling av jordens rotation, f?rsvinner f?ruts?ttningen f?r att betrakta stj?rnorna som p? samma sf?r.
Ungef?r ett sekel senare blev antagandet att jorden roterade integrerad del den f?rsta, f?reslagen av den store astronomen Aristarchus fr?n Samos (III-talet f.Kr.). Aristarchus fick st?d av den babyloniska Seleucus (2:a ?rhundradet f.Kr.), samt Heraklid fr?n Pontus, som ans?g att universum var o?ndligt. Det faktum att id?n om jordens dagliga rotation hade sina anh?ngare redan p? 1:a ?rhundradet e.Kr. e. bevisas av n?gra uttalanden av filosoferna Seneca, Dercyllidas och astronomen Claudius Ptolemaios. De allra flesta astronomer och filosofer tvivlade dock inte p? jordens or?rlighet.
Argument mot id?n om jordens r?relse finns i Aristoteles och Ptolemaios verk. S? i hans avhandling Om himlen Aristoteles motiverar jordens or?rlighet med det faktum att p? en roterande jord kunde kroppar som kastades vertikalt upp?t inte falla till den punkt fr?n vilken deras r?relse b?rjade: jordens yta skulle f?rskjutas under den kastade kroppen. Ett annat argument till f?rm?n f?r jordens or?rlighet, som ges av Aristoteles, ?r baserat p? hans fysikaliska teori: Jorden ?r en tung kropp, och tunga kroppar tenderar att r?ra sig mot v?rldens centrum och inte rotera runt den.
Fr?n Ptolemaios arbete f?ljer att anh?ngare av hypotesen om jordens rotation svarade p? dessa argument att b?de luft och alla jordiska f?rem?l r?r sig tillsammans med jorden. Tydligen ?r luftens roll i detta argument fundamentalt viktig, eftersom det antyds att det ?r dess r?relse tillsammans med jorden som d?ljer v?r planets rotation. Ptolemaios inv?nder mot detta:
kroppar i luften kommer alltid att tyckas sl?pa efter... Och om kropparna roterade med luften som en helhet, s? skulle ingen av dem tyckas vara f?re eller bakom den andra, utan skulle f?rbli p? plats, i flykt och kastande det skulle inte g?ra avvikelser eller r?relser till en annan plats, som de som vi personligen ser ske, och de skulle inte sakta ner eller accelerera alls, eftersom jorden inte ?r or?rlig.
Medeltiden
Indien
Den f?rsta medeltida f?rfattaren som f?reslog att jorden roterar runt sin axel var den store indiske astronomen och matematikern Aryabhata (slutet av 500-talet - tidigt 600-tal). Han formulerar det p? flera st?llen i sin avhandling Aryabhatiya, Till exempel:
Precis som en man p? ett fram?tg?ende skepp ser fasta f?rem?l r?ra sig bak?t, s? ser en observat?r... fixstj?rnorna r?ra sig i en rak linje mot v?ster.
Det ?r inte k?nt om denna id? tillh?r Aryabhata sj?lv eller om han l?nade den fr?n antika grekiska astronomer.
Aryabhata fick st?d av endast en astronom, Prthudaka (900-talet). De flesta indiska forskare f?rsvarade jordens or?rlighet. S?ledes h?vdade astronomen Varahamihira (500-talet) att p? en roterande jord kunde f?glar som flyger i luften inte ?terv?nda till sina bon, och stenar och tr?d skulle flyga fr?n jordens yta. Den framst?ende astronomen Brahmagupta (VI-talet) upprepade ocks? det gamla argumentet att en kropp som faller fr?n h?gt berg, men kan sjunka till sin bas. Samtidigt avvisade han dock ett av Varahamihiras argument: enligt hans ?sikt, ?ven om jorden roterade, kunde objekt inte lossna fr?n den p? grund av deras gravitation.
Islamiska ?stern
M?jligheten att rotera jorden ?verv?gdes av m?nga forskare i den muslimska ?stern. S?ledes uppfann den ber?mda geometern al-Sijizi astrolabben, vars funktionsprincip ?r baserad p? detta antagande. Vissa islamiska forskare (vars namn inte har n?tt oss) hittade till och med Den r?tta v?gen vederl?ggning av huvudargumentet mot jordens rotation: vertikaliteten i banorna f?r fallande kroppar. I huvudsak lades fram principen om ?verlagring av r?relser, enligt vilken varje r?relse kan delas upp i tv? eller flera komponenter: i f?rh?llande till den roterande jordens yta r?r sig en fallande kropp l?ngs ett lod, men en punkt som ?r en projektion av denna linje p? jordens yta skulle ?verf?ras genom dess rotation. Detta bevisas av den ber?mda encyklopedisten al-Biruni, som sj?lv dock var ben?gen till jordens or?rlighet. Enligt hans ?sikt, om n?gon ytterligare kraft verkar p? den fallande kroppen, kommer resultatet av dess verkan p? den roterande jorden att leda till n?gra effekter som faktiskt inte observeras.
Fil:Al-Tusi Nasir.jpeg
Nasir ad-Din al-Tusi
Bland forskare fr?n 1200-1500-talen f?rknippade med observatorierna Maragha och Samarkand uppstod en diskussion om m?jligheten av en empirisk bel?gg f?r jordens or?rlighet. S?ledes trodde den ber?mda astronomen Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV ?rhundraden) att jordens or?rlighet kunde verifieras genom experiment. ? andra sidan trodde grundaren av Maragha-observatoriet, Nasir ad-Din al-Tusi, att om jorden roterade, s? skulle denna rotation delas av ett luftlager intill dess yta, och alla r?relser n?ra ytan av jorden skulle upptr?da exakt p? samma s?tt som om jorden var or?rlig. Han underbyggde detta med hj?lp av observationer av kometer: enligt Aristoteles ?r kometer ett meteorologiskt fenomen i atmosf?rens ?vre lager; ?nd?, astronomiska observationer visa att kometer deltar i den dagliga rotationen av himmelssf?ren. F?ljaktligen f?rs de ?vre luftlagren bort av himlens rotation, d?rf?r kan de nedre lagren ocks? f?ras bort av jordens rotation. Experimentet kan allts? inte svara p? fr?gan om jorden roterar. Men han f?rblev en anh?ngare av jordens or?rlighet, eftersom detta var i enlighet med Aristoteles filosofi.
De flesta islamiska l?rda fr?n senare tid (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi och andra) h?ll med al-Tusi om att alla fysiska fenomen p? en roterande och stillast?ende jord skulle intr?ffa p? samma s?tt . Men luftens roll ans?gs inte l?ngre vara grundl?ggande: inte bara luft, utan ocks? alla f?rem?l transporteras av den roterande jorden. F?r att r?ttf?rdiga jordens or?rlighet ?r det f?ljaktligen n?dv?ndigt att involvera Aristoteles l?ror.
En speciell position i dessa tvister intogs av den tredje chefen f?r Samarkand-observatoriet, Alauddin Ali al-Kushchi (XV-talet), som f?rkastade Aristoteles filosofi och ans?g att jordens rotation var fysiskt m?jlig. P? 1600-talet kom den iranske teologen och encyklopedisten Baha ad-Din al-Amili till en liknande slutsats. Enligt hans ?sikt har astronomer och filosofer inte tillhandah?llit tillr?ckliga bevis f?r att motbevisa jordens rotation.
Latin v?st
En detaljerad diskussion om m?jligheten av jordens r?relse finns allm?nt i skrifterna av de parisiska skolastikerna Jean-Buridan, Albert av Sachsen och Nicholas av Oresme (andra h?lften av 1300-talet). Det viktigaste argumentet till f?rm?n f?r jordens rotation snarare ?n himlen, givet i deras verk, ?r jordens litenhet j?mf?rt med universum, vilket g?r att tillskriva universum den dagliga rotationen av himlen till universum h?gst onaturligt.
Men alla dessa forskare avvisade i slut?ndan jordens rotation, ?ven om p? olika grunder. Albert av Sachsen trodde allts? att denna hypotes inte var kapabel att f?rklara de observerade astronomiska fenomenen. Buridan och Oresme var med r?tta oense om detta, enligt vilka himmelfenomen b?r uppst? p? samma s?tt oavsett om rotationen g?rs av Jorden eller Kosmos. Buridan kunde bara hitta ett betydelsefullt argument mot jordens rotation: pilar som avfyrades vertikalt upp?t faller nedf?r en vertikal linje, ?ven om de med jordens rotation borde sl?pa efter jordens r?relse och falla v?sterut. av skottets punkt.
Men ?ven detta argument avvisades av Oresme. Om jorden roterar, flyger pilen vertikalt upp?t och r?r sig samtidigt ?sterut och f?ngas av luften som roterar med jorden. D?rmed ska pilen falla p? samma plats d?r den avfyrades. ?ven om luftens f?ngslande roll ?terigen n?mns h?r, spelar den egentligen ingen speciell roll. F?ljande analogi talar om detta:
P? samma s?tt, om luften var st?ngd i ett fartyg i r?relse, skulle det f?r en person omgiven av denna luft verka som om luften inte r?rde sig... Om en person befann sig i ett fartyg som r?rde sig i h?g hastighet ?sterut, omedveten om detta r?relse, och om han str?ckte ut sin hand i en rak linje l?ngs fartygets mast, verkar det f?r honom som om hans hand gjorde r?tlinjig r?relse; p? samma s?tt, enligt denna teori, verkar det f?r oss som att samma sak h?nder med en pil n?r vi skjuter den vertikalt upp?t eller vertikalt ned?t. Inuti ett fartyg som r?r sig med h?g hastighet ?sterut kan alla typer av r?relser ske: l?ngsg?ende, tv?rg?ende, ned?t, upp?t, i alla riktningar – och de ser exakt likadana ut som n?r fartyget st?r stilla.
D?refter ger Oresme en formulering som f?regriper relativitetsprincipen:
Jag drar d?rf?r slutsatsen att det ?r om?jligt att med n?got experiment visa att himlen har en daglig r?relse och att jorden inte har det.
Oresmes slutliga dom om m?jligheten av jordens rotation var dock negativ. Grunden f?r denna slutsats var Bibelns text:
Men ?n s? l?nge st?der alla och jag tror att det ?r [Himlen] och inte jorden som r?r sig, f?r "Gud skapade jordens cirkel, som inte kommer att flyttas", trots alla argument som talar emot det.
M?jligheten av jordens dagliga rotation n?mndes ocks? av medeltida europeiska vetenskapsm?n och filosofer fr?n senare tid, men inga nya argument tillkom som inte fanns i Buridan och Oresme.
S?ledes accepterade n?stan ingen av de medeltida forskarna hypotesen om jordens rotation. Men under diskussionen uttryckte forskare fr?n ?st och v?st m?nga djupa tankar, som senare skulle upprepas av forskare fr?n New Age.
Ren?ssans och modern tid
Under f?rsta h?lften av 1500-talet publicerades flera verk som h?vdade att orsaken till himlens dagliga rotation var jordens rotation runt sin axel. En av dem var avhandlingen av italienaren Celio Calcagnini "Om det faktum att himlen ?r or?rlig och jorden roterar, eller om jordens eviga r?relse" (skriven omkring 1525, publicerad 1544). Han gjorde inte mycket intryck p? sin samtid, eftersom den polske astronomen Nicolaus Copernicus grundverk "Om rotationer" redan hade publicerats vid den tiden. himmelska sf?rer"(1543), d?r hypotesen om jordens dagliga rotation blev en del av v?rldens heliocentriska system, som Aristarchus fr?n Samos. Copernicus har tidigare beskrivit sina tankar i en liten handskriven uppsats Liten kommentar(ej tidigare ?n 1515). Tv? ?r tidigare ?n Copernicus huvudverk publicerades den tyske astronomen Georg Joachim Rheticus verk. F?rsta ber?ttelsen(1541), d?r Copernicus teori i folkmun f?rklarades.
P? 1500-talet fick Copernicus fullt st?d av astronomerna Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael M?stlin, fysikerna Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filosofen Giordano Bruno och teologen Diego de Zuniga. Vissa forskare accepterade jordens rotation runt sin axel och avvisade dess translationella r?relse. Detta var positionen f?r den tyske astronomen Nicholas Reimers, ?ven k?nd som Ursus, och ?ven italienska filosofer Andrea Cesalpino och Francesco Patrizi. Synpunkten f?r den enast?ende fysikern William Hilbert, som st?dde jordens axiella rotation, men inte talade ut om dess translationella r?relse, ?r inte helt klar. I b?rjan av 1600-talet heliocentriskt system v?rlden (inklusive jordens rotation runt sin axel) fick imponerande st?d fr?n Galileo Galilei och Johannes Kepler. De mest inflytelserika motst?ndarna till id?n om jordens r?relse under 1500- och b?rjan av 1600-talet var astronomerna Tycho Brahe och Christopher Clavius.
Hypotesen om jordens rotation och bildningen av klassisk mekanik
I huvudsak under XVI-XVII-talen. det enda argumentet till f?rm?n f?r jordens axiella rotation var att det i det h?r fallet inte finns n?got behov av att tillskriva stj?rnsf?ren enorma rotationshastigheter, eftersom det redan under antiken var tillf?rlitligt fastst?llt att universums storlek avsev?rt ?verstiger storleken av jorden (detta argument fanns ocks? i Buridan och Oresme).
?verv?ganden baserade p? den tidens dynamiska begrepp uttrycktes mot denna hypotes. F?rst och fr?mst ?r detta vertikaliteten i banorna f?r fallande kroppar. Andra argument f?rekom ocks?, till exempel lika skjutf?lt i ?stlig och v?stlig riktning. Copernicus svarade p? fr?gan om det om?jliga att observera effekterna av daglig rotation i jordiska experiment:
Jorden roterar inte bara med vattenelementet anslutet till det, utan ocks? en betydande del av luften och allt som p? n?got s?tt ?r besl?ktat med jorden, eller luften n?rmast jorden, m?ttad med jordisk och vattenhaltig materia, f?ljer med samma naturlagar som jorden, eller har f?rv?rvat r?relse, som f?rmedlas till den av den intilliggande jorden i konstant rotation och utan n?got motst?nd
S?ledes, huvudroll Indragningen av luft genom dess rotation spelar en roll f?r att jordens rotation inte kan observeras. Majoriteten av kopernikanerna p? 1500-talet delade samma ?sikt.
F?respr?kare f?r universums o?ndlighet p? 1500-talet var ocks? Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi – de st?dde alla hypotesen att jorden roterar runt sin axel (och de tv? f?rsta ocks? runt solen). Christoph Rothmann och Galileo Galilei trodde att stj?rnor var bel?gna p? olika avst?nd fr?n jorden, ?ven om de inte uttryckligen talade om universums o?ndlighet. ? andra sidan f?rnekade Johannes Kepler universums o?ndlighet, ?ven om han var en anh?ngare av jordens rotation.
Religi?s kontext f?r jordens rotationsdebatt
Ett antal inv?ndningar mot jordens rotation var f?rknippade med dess mots?gelser med texten Helig Skrift. Dessa inv?ndningar var av tv? slag. F?r det f?rsta citerades n?gra st?llen i Bibeln f?r att bekr?fta att det ?r solen som g?r den dagliga r?relsen, till exempel:
Solen g?r upp och solen g?r ner och skyndar till sin plats d?r den g?r upp.
I det h?r fallet p?verkades jordens axiella rotation, eftersom solens r?relse fr?n ?st till v?st ?r en del av himlens dagliga rotation. Ett stycke ur Josuas bok citerades ofta i detta sammanhang:
Jesus ropade till Herren den dag d? Herren gav amoriterna i Israels h?nder, n?r han besegrade dem i Gibeon, och de blev slagna inf?r Israels barn och sade inf?r israeliterna: St?, sol, ?ver Gibeon , och m?nen, ?ver Avalons dal. !
Eftersom kommandot att stoppa gavs till solen, och inte till jorden, drogs slutsatsen att det var solen som utf?rde den dagliga r?relsen. Andra passager har citerats f?r att st?dja jordens or?rlighet, till exempel:
Du har satt jorden p? en fast grund, den ska inte skakas i evighet.
Dessa passager ans?gs mots?ga b?de uppfattningen att jorden roterar runt sin axel och rotationen runt solen.
F?respr?kare f?r jordens rotation (s?rskilt Giordano-Bruno, Johannes-Kepler och s?rskilt Galileo-Galilei) f?respr?kade p? flera fronter. F?rst p?pekade de att Bibeln var skriven p? ett begripligt spr?k vanligt folk, och om dess f?rfattare gav klart vetenskaplig po?ng Av ordalydelsen skulle den inte kunna uppfylla sitt huvudsakliga, religi?sa uppdrag. S? h?r skrev Bruno:
I m?nga fall ?r det dumt och ol?mpligt att f?ra mycket resonemang enligt sanningen snarare ?n enligt det givna fallet och bekv?mligheten. Till exempel, om ist?llet f?r orden: "Solen f?ds och g?r upp, passerar genom middagstid och lutar mot Aquilon," sa vismannen: "Jorden g?r i en cirkel mot ?ster och l?mnar solen, som g?r ner, lutar mot de tv? tropikerna, fr?n Kr?ftan till S?der, fr?n Stenbocken till Aquilon,” d? skulle lyssnarna b?rja t?nka: ”Hur? S?ger han att jorden r?r sig? Vad ?r detta f?r nyhet? Till slut skulle de betrakta honom som en d?re, och han skulle verkligen vara en d?re.
Denna typ av svar gavs fr?mst p? inv?ndningar om solens dygnsr?relse. F?r det andra noterades att vissa st?llen i Bibeln b?r tolkas allegoriskt (se artikeln Biblisk allegorism). S?ledes noterade Galileo att om de heliga skrifterna helt f?rst?s bokstavligen, s? visar det sig att Gud har h?nder, han ?r f?rem?l f?r k?nslor som ilska etc. I allm?nhet, huvudtanken f?rsvarare av l?ran om jordens r?relse var att vetenskap och religion har olika m?l: vetenskapen unders?ker den materiella v?rldens fenomen, v?gledd av f?rnuftets argument, religionens m?l ?r m?nniskans moraliska f?rb?ttring, hennes fr?lsning. Galileo citerade i detta avseende kardinal Baronio att Bibeln l?r ut hur man stiger upp till himlen, inte hur himlen fungerar.
Dessa argument ans?gs inte ?vertygande av den katolska kyrkan, och 1616 f?rbj?ds l?ran om jordens rotation, och 1631 d?mdes Galileo av inkvisitionen f?r sitt f?rsvar. Utanf?r Italien hade dock detta f?rbud inte n?gon betydande inverkan p? vetenskapens utveckling och bidrog fr?mst till nedg?ngen i den katolska kyrkans auktoritet.
Det m?ste till?ggas att religi?sa argument mot jordens r?relse inte bara gavs kyrkoledare, men ocks? vetenskapsm?n (till exempel Tycho Brahe). ? andra sidan skrev den katolske munken Paolo Foscarini en kort ess? "Brev om pytagoreernas och Kopernikus syn p? jordens r?rlighet och solens or?rlighet och om universums nya pythagoras system" (1615), d?r han uttryckte ?verv?ganden n?ra Galileos, och den spanske teologen Diego de Zuniga anv?nde till och med kopernikansk teori f?r att tolka vissa skriftst?llen (?ven om han senare ?ndrade uppfattning). Konflikten mellan teologi och l?ran om jordens r?relse var allts? inte s? mycket en konflikt mellan vetenskap och religion som s?dan, utan en konflikt mellan gamla (redan f?r?ldrade i b?rjan av 1600-talet) och nya metodologiska principer som ligger till grund f?r vetenskapen. .
Betydelsen av hypotesen om jordens rotation f?r vetenskapens utveckling
F?rst?else vetenskapliga problem, uppvuxen av teorin om den roterande jorden, bidrog till uppt?ckten av den klassiska mekanikens lagar och skapandet av en ny kosmologi, som ?r baserad p? id?n om universums gr?nsl?shet. Diskuterat under denna process, bidrog mots?ttningarna mellan denna teori och den bokstavstrogna l?sningen av Bibeln till gr?nsdragningen mellan naturvetenskap och religion.
se ?ven
Anteckningar
- Poincare, Om vetenskap, Med. 362-364.
- Denna effekt observerades f?rst
Den ?r sf?risk, men det ?r inte en perfekt boll. P? grund av rotation ?r planeten n?got tillplattad vid polerna; en s?dan figur kallas vanligtvis en sf?roid eller geoid - "som jorden."
Jorden ?r enorm, dess storlek ?r sv?r att f?rest?lla sig. De viktigaste parametrarna f?r v?r planet ?r f?ljande:
- Diameter - 12570 km
- Ekvatorns l?ngd - 40076 km
- L?ngden p? en meridian ?r 40008 km
- Jordens totala yta ?r 510 miljoner km2
- Polarnas radie - 6357 km
- Ekvatorradie - 6378 km
Jorden roterar samtidigt runt solen och runt sin egen axel.
Jorden roterar runt en lutande axel fr?n v?st till ?st. Halva jordklotet ?r upplyst av solen, det ?r dag d?r vid den tiden, den andra halvan ligger i skuggan, d?r ?r det natt. P? grund av jordens rotation uppst?r cykeln dag och natt. Jorden g?r ett varv runt sin axel p? 24 timmar – ett dygn.
P? grund av rotation avb?js r?rliga str?mmar (floder, vindar) p? norra halvklotet till h?ger och p? s?dra halvklotet till v?nster.
Jordens rotation runt solen
Jorden roterar runt solen i en cirkul?r bana och fullbordar ett helt varv p? ett ?r. Jordaxeln ?r inte vertikal, den lutar i en vinkel p? 66,5° mot omloppsbanan, denna vinkel f?rblir konstant under hela rotationen. Den huvudsakliga konsekvensen av denna rotation ?r ?rstidernas v?xling.
L?t oss ?verv?ga extrema punkter jordens rotation runt solen.
- 22 december- vintersolst?ndet. Den s?dra tropen ?r n?rmast solen (solen ?r i zenit) i detta ?gonblick - d?rf?r, i s?dra halvklotet sommar, i norr – vinter. N?tterna p? s?dra halvklotet ?r korta, den 22 december, i s?dra polcirkeln, varar dygnet 24 timmar, natten kommer inte. P? norra halvklotet ?r allt tv?rtom, i polcirkeln varar natten i 24 timmar.
- 22 juni- dag f?r sommarsolst?ndet. Den norra tropen ?r n?rmast solen, det ?r sommar p? norra halvklotet och vinter p? s?dra halvklotet. I den s?dra polcirkeln varar natten 24 timmar, men i den norra cirkeln finns det ingen natt alls.
- 21 mars, 23 september- dagar av v?r- och h?stdagj?mningar Ekvatorn ?r n?rmast solen, dag ?r lika med natt p? b?da halvkloten.