ŽEMĖS ROTACINIS JUDĖJIMAS: CHARAKTERISTIKOS IR PASEKMĖS - FIZINIS - 2025

Į Žemės sukamasis judesys yra vienas, kad mūsų planeta jas vykdo aplink Žemę ašies į vakarų-rytų kryptimi ir trunka maždaug vieną dieną, konkrečiai 23 valandų, 56 minučių ir 3,5 sekundės.

Šis judėjimas kartu su vertimu aplink saulę yra patys svarbiausi Žemėje. Visų pirma rotacijos judėjimas daro didelę įtaką kasdieniam gyvų būtybių gyvenimui, nes jis sukelia dienas ir naktis.

1 pav. Dėl Žemės judėjimo viena sritis išlieka apšviesta (dieną), o kita - naktį. Šaltinis: „Pixabay“.

Todėl kiekvienas laiko intervalas turi tam tikrą saulės apšvietimą, kuris paprastai vadinamas diena, ir nėra saulės šviesos ar nakties. Žemės sukimasis taip pat sukelia temperatūros pokyčius, nes diena yra atšilimo laikotarpis, o naktis - vėsus laikotarpis.

Šios aplinkybės žymi visų planetą apgyvendinančių gyvų būtybių etapą, ir tai sukelia daugybę prisitaikymo prie gyvenimo įpročių. Pagal ją įmonės nustatė veiklos ir poilsio laikotarpius pagal savo papročius ir veikdamos aplinką.

Akivaizdu, kad šviesioji ir tamsiosios zonos keičiasi, kai vyksta judėjimas. Padalijus iš apskritimo, kurio ilgumas yra 360º, tarp 24 valandų, kuriomis apvalinama diena, paaiškėja, kad per valandą žemė pasuko 15º vakarų-rytų kryptimi.

Todėl, jei pajudame į vakarus 15º, tai yra valanda anksčiau, priešingai, jei keliaujame į rytus.

Apskaičiuotas, kad žemės sukimosi greitis ties savo ašimi ties pusiauju yra 1600 km / h, todėl artėjant prie polių jis mažėja, kol jis pasislenka ties sukimosi ašimi.

Charakteristikos ir priežastys

Priežastis, kad Žemė sukasi aplink savo ašį, slypi Saulės sistemos ištakose. Tikėtina, kad Saulė ilgą laiką praleido tik po to, kai gravitacija leido jai gimti iš amorfinės materijos, apgyvendinančios kosmosą. Jai susiformavus, Saulė įgavo sukimąsi, kurį suteikė primityvus materijos debesis.

Kai kurie klausimai, dėl kurių atsirado žvaigždė, buvo sutankinti aplink Saulę, kad būtų sukurtos planetos, kurios taip pat turėjo pirminio debesies kampinį impulsą. Tokiu būdu visos planetos (įskaitant Žemę) turi savo sukimosi judėjimą vakarų-rytų kryptimi, išskyrus Venerą ir Uraną, kurios sukasi priešinga kryptimi.

Kai kurie mano, kad Uranas susidūrė su kita panašaus tankio planeta ir dėl smūgio pakeitė savo ašį ir sukimosi kryptį. Veneroje dujinių potvynių buvimas galėtų paaiškinti, kodėl laikui bėgant lėtai pasikeitė sukimosi kryptis.

Kampinis pagreitis

Kampinis impulsas yra pasisukimas, koks tiesinis impulsas yra vertimui. Kūnui, besisukančiam aplink fiksuotą ašį, kaip ir Žemė, jo dydis apskaičiuojamas taip:

Šioje lygtyje L yra kampinis impulsas (kg.m ² / s), I yra inercijos momentas (kg.m ² ), o w yra kampinis greitis (radianai / s).

Kampinis impulsas išlieka tol, kol sistemai netaikomas grynasis sukimo momentas. Susidarius Saulės sistemai, Saulė ir medžiaga, kuri sukėlė planetas, laikoma izoliuota sistema, kuriai esant jokia jėga nesukelia išorinio sukimo momento.

Pratimas išspręstas

Darant prielaidą, kad Žemė yra tobula sfera ir elgiasi kaip nelankstus kūnas, ir, naudodamas pateiktus duomenis, jos kampinis sukimosi momentas turi būti rastas: a) aplink savo ašį ir b) sukimosi judesiu aplink Saulę.

Sprendimas

a) Pirmiausia reikia, kad Žemės inercijos momentas būtų laikomas R spindulio ir M masės sfera.

Kampinis greitis apskaičiuojamas taip:

Čia T yra judėjimo laikotarpis, kuris šiuo atveju yra 24 valandos = 86400 s, todėl:

Kampinis sukimosi aplink savo ašį momentas yra:

b) Kalbant apie transliacinį judesį aplink Saulę, Žemę galima laikyti taškiniu objektu, kurio inercijos momentas yra I = MR ² _m

Per metus yra 365 × 24 × 86400 s = 3,1536 × 10 ⁷ s, orbitos kampinis Žemės greitis yra:

Esant šioms vertėms, orbitalinis kampinis Žemės impulsas yra:

Sukimosi judėjimo pasekmės

Kaip minėta pirmiau, dienos ir naktys, paeiliui pasikeitus šviesos ir temperatūros valandoms, yra svarbiausios Žemės sukimosi savo ašyje pasekmė. Tačiau jos įtaka šiek tiek viršija šį lemiamą faktą:

- Žemės sukimasis yra glaudžiai susijęs su planetos forma. Žemė nėra tobula sfera, kaip biliardo kamuolys. Kai sukasi, atsiranda jėgos, kurios jį deformuoja, sukeldamos išsipūtimą pusiaujo link ir po to išsilygindamos ties poliais.

- Žemės deformacija sukelia nedidelius gravitacijos pagreičio vertės svyravimus skirtingose ​​vietose. Taigi, pavyzdžiui, g vertė yra didesnė poliuose nei pusiauju.

- Sukimosi judesys daro didelę įtaką vandenynų srovių pasiskirstymui ir stipriai paveikia vėjus, nes oro ir vandens masės nukrypsta nuo jų trajektorijos tiek pagal laikrodžio rodyklę (šiaurinis pusrutulis), tiek priešinga kryptimi (pietinis pusrutulis).

- Laiko juostos buvo sukurtos tam, kad būtų galima reguliuoti laiko praleidimą kiekvienoje vietoje, nes skirtingus Žemės plotus apšviečia saulė arba tamsina.

Koriolio efektas

Koriolio efektas yra Žemės sukimosi pasekmė. Kadangi pagreitis egzistuoja viso sukimosi metu, Žemė nelaikoma inerciniu atskaitos tašku, o to reikia Niutono dėsniams pritaikyti.

Tokiu atveju atsiranda vadinamosios pseudo jėgos, jėgos, kurių kilmė nėra fizinė, pavyzdžiui, išcentrinė jėga, kurią patiria automobilio keleiviai, darydami kreivę ir jaučia, kad jie nukreipiami į vieną pusę.

Norėdami pamatyti jo efektus, atsižvelkite į šį pavyzdį: platformoje yra du žmonės A ir B, besisukantys prieš laikrodžio rodyklę, abu ramybės atžvilgiu. Asmuo A meta kamuoliuką asmeniui B, tačiau kai kamuolys pasiekia vietą, kur buvo B, jis jau pajudėjo ir kamuolys nukreiptas atstumu s, einantis už B.

2 pav. Dėl Coriolis pagreičio kamuolys nukreipia savo kelią į šoną.

Išcentrinė jėga šiuo atveju neatsako, ji jau veikia iš centro. Tai yra Coriolis jėga, kurios poveikis yra nukreipti rutulį į šoną. Taip atsitinka, kad tiek A, tiek B turi skirtingą greitį aukštyn, nes jie yra skirtingais atstumais nuo sukimosi ašies. B greitis yra didesnis, ir juos apskaičiuoja:

Koriolio pagreičio apskaičiavimas

Koriolio pagreitis daro didelę įtaką oro masių judėjimui, taigi ir klimatui. Štai kodėl svarbu į tai atsižvelgti, norint ištirti, kaip juda oro srovės ir vandenynų srovės.

Žmonės tai gali patirti ir bandydami vaikščioti ant besisukančios platformos, tokios kaip judanti karuselė.

Tarkime, kad ankstesniame paveikslėlyje parodytu atveju neatsižvelgiama į sunkumą ir judesys vaizduojamas iš inercinės atskaitos sistemos, išorinės platformos pusės. Tokiu atveju judesys atrodo taip:

3 pav. Rutulio paleidimas iš inercinės atskaitos sistemos. Toliau einantis kelias yra tiesinis (neatsižvelgiama į sunkumą).

Rutulio nukrypimas nuo pradinės asmens B padėties yra:

Bet R _B - R = VT, tada:

s = ω. (vt). t = ω vt ²

Tai judėjimas, kurio pradinis greitis yra 0 ir pastovus pagreitis:

a _Coriolis = 2ω .v

Nuorodos

1. Aguilar, A. 2004. Bendroji geografija. 2-asis. Leidimas. Prentice salė. 35-38.
2. Giancoli, D. 2006. Fizika: principai su taikymu. 214–216. Prentice salė.
3. Lowrie, W. 2007. Geofizikos pagrindai. 2-asis. Leidimas. Cambridge University Press 48-61.
4. Oster, L. 1984. Šiuolaikinė astronomija. Redakcija. 37-52.
5. Realiojo pasaulio fizikos problemos. Koriolio pajėgos. Atkurta iš: real-world-physics-problems.com.
6. Kodėl Žemė sukasi? Gauta iš: spaceplace.nasa.gov.
7. Vikipedija. Koriolio efektas. Atkurta iš: es.wikipedia.org.