Następstwa ruchu obrotowego

Wszystkie ciała niebieskie w Układzie Słonecznym wykonują z różnymi prędkościami ruch obrotowy wokół własnych osi, a także obiegają Słońce po orbitach. Słońce również dokonuje obrotu wokół własnej osi, a jeden jego obrót trwa około 28 dni ziemskich. Z punktu widzenia ludzi najważniejsze są ruchy, które wykonuje nasza planeta. Ruchów Ziemi nie odczuwamy, jednak np. jej ruch dookoła swej osi wywołuje złudzenie, że wszystkie ciała niebieskie krążą wokół Ziemi – możemy obserwować w ciągu dnia pozorną wędrówkę Słońca po sklepieniu niebieskim, a nocą ruch innych ciał niebieskich (np. innych gwiazd).

Co to jest ruch obrotowy Ziemi?

Ruch obrotowy (wirowy) Ziemi to ruch planety wokół własnej osi. Odbywa się on z zachodu na wschód. Wszystkie punkty na powierzchni Ziemi poruszają się razem z nią i obracają się o 360° w czasie ok. 24 godzin. [caption id="attachment_15930" align="aligncenter" width="747"] Długa ekspozycja na północnym niebie nad nepalskim szczytem Himalajów ukazuje pozorną ścieżkę gwiazd podczas obrotu Ziemi.[/caption] Rzeczywisty, dokładny czas pełnego obrotu Ziemi wynosi 23 godziny 56 minut i 4 sekundy – jest to doba gwiazdowa. Jednak za podstawę rachuby czasu na Ziemi przyjmuje się średnią dobę słoneczną, czyli 24 godziny. Jest to przybliżony czas, jaki upływa między dwoma kolejnymi górowaniami Słońca.

Następstwa ruchu obrotowego Ziemi

• Widoma (pozorna) wędrówka sfery niebieskiej ze wschodu na zachód
• Spłaszczenie Ziemi na biegunach
• Zjawisko występowania dnia i nocy
• Dobowa rachuba czasu na Ziemi, dobowy rytm życia roślin i zwierząt
• Występowanie siły Coriolisa
• Występowanie mniejszej siły ciążenia na równiku

Widoma (pozorna) wędrówka sfery niebieskiej ze wschodu na zachód

Obserwujemy np. ruch Słońca, zmiany wysokości Słońca nad horyzontem, wschody i zachody ciał niebieskich.

Spłaszczenie Ziemi na biegunach

Jest to skutek działania siły odśrodkowej. Promień biegunowy Ziemi (6357 km) jest krótszy od promienia równikowego (6378 km). Co ciekawe, maleje też grubość troposfery (najniższej warstwy atmosfery ziemskiej) – od obszarów równikowych (maksymalnie do 16–17 km) do okolic biegunów (ok. 7 km). [caption id="attachment_15933" align="aligncenter" width="747"] Promień biegunowy i promień równikowy Ziemi,
źródło Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja CC BY-SA 3.0.[/caption]

Zjawisko występowania dnia i nocy

Zmienia się ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi w ciągu doby.

Dobowa rachuba czasu na Ziemi, dobowy rytm życia roślin i zwierząt

Naturalnym czasem na Ziemi jest czas słoneczny (miejscowy, lokalny), związany bezpośrednio z ruchem obrotowym Ziemi. Ziemia obraca się o 360° w czasie 24 godzin. Z tego faktu wynikają zasady zmiany czasu wraz ze zmianą długości geograficznej:

• 360° – 24 godziny
• 15° – 1 godzina
• 1° – 4 minuty
• 1′ – 4 sekundy

Według tego czasu południem jest moment górowania Słońca nad lokalnym południkiem ziemskim. W życiu codziennym obowiązuje czas urzędowy, jednak naszym naturalnym czasem jest czas słoneczny (lokalny, miejscowy). Do jego wyznaczenia wystarczy obserwacja pozornego ruchu Słońca. Wiemy, że pełen obrót Ziemi wokół własnej osi, czyli o 360°, następuje w ciągu 24 godzin. Stąd możemy obliczyć, że w ciągu jednej godziny Ziemia obraca się o 15°. O 1° Ziemia obraca się w czasie 4 minut. Zależności te możemy wykorzystać do obliczania różnicy czasu słonecznego i długości geograficznej. Wszystkie punkty położone na jednym południku mają ten sam czas słoneczny (zwany też lokalnym, miejscowym). Godzinę 12:00 (południe słoneczne) wyznacza moment górowania Słońca na określonym południku miejscowym. Na czasie słonecznym opierają się inne czasy na Ziemi m.in. czas strefowy – strefa czasowa ma 15° długości geograficznej, a czas między kolejnymi strefami zmienia się o 1 godzinę. Przemieszczając się na wschód, dodajemy godziny, a na zachód odejmujemy. [caption id="attachment_18320" align="aligncenter" width="1920"] Strefy czasowe na świecie,
Źródło Wydawnictwo Edukacyjne Wiking, licencja CC BY 3.0.[/caption] Więcej dowiesz się we wpisach: Czas słoneczny - teoria i zadania, Czas strefowy, uniwersalny, czas urzędowy i międzynarodowa linia zmiany daty - teoria i zadania.

Występowanie siły Coriolisa

Występowanie siły Coriolisa związane jest z różnicami prędkości liniowych między punktami położonymi na powierzchni Ziemi w różnych szerokościach geograficznych. Siła ta odchyla znajdujące się w ruchu ciała na półkuli północnej w prawo, na południowej – w lewo. Nie ulegają odchyleniu jedynie przedmioty nieruchome lub przemieszczające się dokładnie wzdłuż dowolnego równoleżnika. Siła ta wpływa na zmianę kierunków wiatrów, prądów morskich, a nawet przyspiesza erozję prawych brzegów rzek na półkuli północnej, a lewych na południowej. [caption id="attachment_18317" align="aligncenter" width="2048"] Siła Coriolisa,
Źródło Englishsquare.pl Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0[/caption] [caption id="attachment_15936" align="aligncenter" width="1000"] Siła odśrodkowa ciągnie pasażerów obracającej się karuzeli łańcuchowej na zewnątrz[/caption] [caption id="attachment_15939" align="aligncenter" width="1920"] Siła Coriolisa
Źródło Englishsquare.pl Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0[/caption]

Występowanie mniejszej siły ciążenia na równiku

Im dalej od środka Ziemi i biegunów, tym jest mniejsza – najsłabiej oddziałuje na równiku. Zatem przedmioty znajdujące się na równiku są odrobinę lżejsze, niż gdybyśmy je podnosili na biegunie.

Ciekawostki

• Samolot z Warszawy do Moskwy startuje o 12.20. Gdy ląduje w Moskwie, jest godzina 16.20. Start lotu powrotnego z Moskwy następuje o 18.40, lądowanie w Warszawie też o 18.40.
• W jednej chwili na Ziemi występują wszystkie pory dnia i nocy.

Słownik

doba gwiazdowa

okres obrotu Ziemi wokół własnej osi, trwa ona 23 godziny, 56 minut i 4 sekundy

doba słoneczna

przybliżony czas, jaki upływa między dwoma kolejnymi górowaniami Słońca; ta doba jest podstawą rachuby czasu na Ziemi, trwa 24 godziny

Zobacz także:

Następstwa ruchu obrotowego Czas słoneczny - teoria i zadania Czas strefowy, uniwersalny, czas urzędowy i międzynarodowa linia zmiany daty - teoria i zadania Strefy czasowe na świecie - mapa