Земля знаходиться постійно в русі, обертаючись навколо Сонця та навколо своєї власної осі. Цей рух і постійний нахил осі Землі (23,5°) визначає багато ефектів, які ми спостерігаємо як нормальні явища: ніч і день (через обертання Землі навколо своєї осі), зміна сезонів (через нахилу осі Землі), та різний клімат у різних галузях. Глобуси можна обертати і їх вісь має нахил як і вісь Землі (23,5 °), тому за допомогою глобуса можна простежити рух Землі навколо своєї осі досить точно, а за допомогою системи Земля - ​​Сонце можна простежити рух Землі навколо Сонця.

Обертання Землі навколо своєї осі

Земля обертається навколо своєї осі із заходу на схід (проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку Північного полюса). Землі потрібні 23 години, 56 хвилин, і 4.09 секунди, щоб закінчити один повний оберт навколо власної осі. День і ніч обумовлені обертанням Землі. Кутова швидкість обертання Землі навколо своєї осі чи кут, який повертається будь-яка точка лежить на поверхні Землі, однаковий. Він становить 15 градусів за годину. А ось лінійна швидкість обертання в будь-якому місці на екваторі становить приблизно 1669 кілометрів на годину (464 м/с), зменшуючись до нуля на полюсах. Наприклад, швидкість обертання на широті 30 ° - 1445 км/год (400 м/с).
Ми не помічаємо обертання Землі з тієї простої причини, що паралельно і одночасно з нами рухаються з тією ж швидкістю всі предмети навколо нас і немає "відносних" рухів предметів навколо нас. Якщо, наприклад, корабель йтиме рівномірно, без прискорення і гальмування по морю в спокійну погоду без хвилювання на поверхні води, ми зовсім не відчуватимемо того, як такий корабель рухається, якщо перебуватимемо в каюті без ілюмінатора, оскільки всі предмети всередині каюти будуть рухатися паралельно разом із нами та кораблем.

Рух Землі навколо Сонця

У той час, як Земля обертається навколо своєї осі, вона звертається і навколо Сонця із заходу на схід проти годинникової стрілки, якщо дивитися з північного полюса. Землі потрібен один зірковий рік(близько 365,2564 діб), щоб закінчити один повний оберт навколо Сонця. Шлях руху Землі навколо Сонця називається орбітою Земліі це орбіта не ідеально кругла. Середня відстань від Землі до Сонця - приблизно 150 мільйонів кілометрів, і це відстань змінюється до 5 мільйонів кілометрів, формуючи невеликий овал орбіти (еліпс). Найближча до Сонця точка орбіти Землі називається - Перигелій. Земля проходить цю точку на початку січня. Найбільш віддалена від Сонця точка орбіти Землі, називається Афелій. Земля проходить цю точку на початку липня.
Оскільки наша Земля рухається навколо Сонця еліптичною траєкторією, то швидкість по орбіті змінюється. У липні швидкість мінімальна (29,27 км/сек) і після проходження афелію (верхня червона точка на анімації) вона починає прискорюватися, а в січні швидкість максимальна (30,27 км/сек) і починає сповільнюватися після проходження перигелію (нижня червона точка) ).
У той час, поки Земля робить один оберт навколо Сонця, вона долає відстань рівну 942 мільйонів кілометрів за 365 днів, 6 годин, 9 хвилин і 9.5 секунд, тобто ми мчимося разом із Землею навколо Сонця із середньою швидкістю 30 км в секунду (або 107460 км на годину), і в той же час Земля обертається навколо своєї власної осі за 24 години один раз (за рік 365 разів).
Насправді, якщо розглядати рух Землі більш скрупульозно, воно набагато складніше, оскільки на Землю впливають різні чинники: обертання Місяця навколо Землі, тяжіння інших планет і зірок.

"Наша планета обертається" – таке твердження давно стало очевидністю. Тим більше, що обертання це складне, напевно, навіть складніше, ніж можна собі уявити і до самого кінця не досліджене людиною, тому що не відомі поки що межі всесвіту, і ніхто не може сказати - навколо чого ж зрештою обертається весь наш мир. Однак будь-яке обертання, як і будь-який рух - річ відносна, і нам із Землі здається, що це не ми, а весь світ обертається навколо нас, тому стільки століть і знадобилося, щоб людина усвідомила обертання власної планети. І те, що зараз здається очевидним, насправді було дуже складним: подивитися на свій світ з боку, особливо, коли здається, що він - центр світобудови. Спробуємо розібратися з тим, як обертається наша планета, і які наслідки з цього виникають.

Обертання навколо своєї осі

Земля обертається навколо своєї осі і робить повний оберт за 24 години. З нашого боку – на Землі – ми спостерігаємо рух неба, Сонця, планет та зірок. Небо обертається зі сходу на захід, тому Сонце та планети сходять на сході та заходять на заході. Головним небесним тілом для нас, ясна річ, є Сонце. Обертання Землі навколо своєї осі призводить до того, що Сонце піднімається над горизонтом щодня і опускається за нього щоночі. Власне, це і є причиною того, що день і ніч змінюють одне одного. Велике значеннядля нашої планети має ще Місяць. Місяць світить відбитим від Сонця світлом, так що від нього не може залежати зміна дня і ночі, проте, Місяць - дуже потужний небесний об'єкт, тому вона здатна притягувати до себе рідку оболонку Землі -, злегка деформуючи її. За космічними мірками тяжіння це мізерне, але за нашими – досить відчутне. Двічі на добу ми спостерігаємо приплив і двічі на добу – відлив. Припливи спостерігаються на тій частині планети, над якою знаходиться Місяць, а також на протилежній від неї. Відливи зміщені щодо припливів на 90 °. Місяць робить повний оберт навколо Землі за місяць (звідси і назва неповного місяця на небі), за цей же час і робить повний оберт навколо своєї осі, тому ми завжди бачимо лише один бік Місяця. Як знати, якби Місяць обертався на нашому небі, можливо, люди здогадалися б і про обертання своєї планети набагато раніше.
Висновки: обертання Землі навколо своєї осі призводить до зміни дня та ночі, виникнення припливів та відливів.

Обертання навколо Сонця

Лише у 17 столітті геліоцентрична модель світу (Земля та планети обертаються навколо Сонця) остаточно витіснила геоцентричну модель (Сонце та планети обертаються навколо Землі). Розвиток астрономії та спостереження за планетами унеможливили твердження про обертання світу навколо Землі. Зараз для всіх очевидно, що наша планета робить оберт навколо Сонця приблизно за 365,25 днів. На жаль, це не надто зручно, а округлити цю дату не можна, інакше за 4 роки накопичуватиметься помилка в один день. До речі, ця особливість створювала безліч проблем древнім народам, тому що складання календаря через нерівну кількість днів у році зверталося в плутанину. Торкнулося це навіть Стародавнього Римуходило таке прислів'я, яке у вільному трактуванні означало, що римляни завжди роблять великі перемоги, але точно не знають, в який день це сталося. Необхідну реформу календаря провів у 45 році до н. Юлій Цезар. Саме на його честь сьомий місяць року ми досі називаємо "липень". У юліанському календарі кожен 4 рік високосний, тобто становить 366 днів – додається 29 лютого. Однак, і ця система не виявилася досить точною, оскільки з часом і в ньому почала накопичуватися помилка. Рік насправді має на 11 хвилин меншу тривалість, що стає суттєвим упродовж століть. Приблизно за 128 років юліанський календарнакопичує помилку на 1 добу. Через це довелося вводити новий. григоріанський календар(Його ввів Римський Папа Григорій XIII). Цим календарем ми користуємося досі. У ньому не всі роки, які діляться на 4, вважаються високосними. Роки, які кратні 100 високосними тільки якщо діляться на 400. Але навіть цей календар не ідеальний, він накопичить помилку в 1 добу за 10 000 років. Щоправда, нас поки що така похибка влаштовує. Втім, ця проблема чисто технічно вирішується введенням кожні 10 тисяч років 30 лютого, нам це, щоправда, не загрожує.
Отже, Земля обертається навколо Сонця за один рік, при цьому на ній відбувається зміна пір року. Причина цього у нахилі земної осі. Вісь обертання нашої планети (і це бачимо на глобусі) нахилена під кутом 23,5°. При цьому вона завжди "дивиться" в одну точку неба, поряд з якою знаходиться Полярна зірка, створюючи враження, що небесна сфера обертається навколо цієї точки. Нахил земної осі призводить до того, що півроку земля нахилена до Сонця Північною півкулею, а півроку - відвернута Північною і звернена Південною. Це призводить до того, що висота Сонця над горизонтом із місяця на місяць змінюється – взимку воно піднімається невисоко, тепла ми отримуємо мало, і стає холодно. Натомість на протилежній півкулі в цей момент літо - воно повернуте до Сонця, через півроку літо настає у нас. Сонце піднімається над горизонтом все вище і прогріває нашу половину Землі, щоправда, з іншого боку планети настає зима. (див. малюнок; джерело: http://www.rgo.ru/2011/01/kogda-prixodit-osen/)
Хочеться відзначити, що нахил земної осі ми вважаємо незмінним, і за мірками людського життя це так, хоч і не зовсім. Справа в тому, що Північний полюс світу на небі (там, де зараз знаходиться Полярна зірка), повільно зрушується. Це називається прецесією полюсів. Той самий процес спостерігається у закрученого дзиги, який ми добре починаємо бачити, коли дзига починає зупинятися. Незважаючи на швидке обертання, його ручка починає описувати кола, повільно змінюючи напрямок нахилу його осі. Звичайно, Земля - ​​не дзига і строгу паралель провести не можна, але процес йде схожий, так через кілька тисяч років Полярна зірка вже не перебуватиме в "полюсі світу". Однак протягом життя людина не зможе спостерігати такі процеси. Так само як і зміна нахилу земної осі. Очевидно, що за 4,5 мільярда років існування нахил нашої планети змінювався, що мало серйозні наслідки для всієї планети, але зміна нахилу осі може відбуватися не швидше, ніж 1° за сотні тисяч років! Деякі псевдонаукові фільми говорять нам про можливе майже миттєве зрушення географічних полюсівАле за законами природи цього статися фізично не може.
Висновок: Обертання Землі навколо Сонця призводить до зміни пір року завдяки постійному нахилу земної осі 23,5°

Обертання навколо центру галактики

Земля і вся Сонячна система знаходяться в галактиці, яку ми називаємо Чумацький Шлях. Таку назву вона отримала через те, що те, що є нашою Галактикою на чистому небі за містом, у безмісячну ніч виглядає у вигляді світлої витягнутої смужки. Давнім вона нагадувала молоко, що розлилося по небу, що насправді є мільйонами зірок нашої галактики. Галактика насправді має спіральну форму і має бути схожою на нашу найближчу сусідку - галактику туманність Андромеди (на фото. ). На жаль, подивитися на власну галактику з боку ми поки що не можемо, але сучасні розрахунки та спостереження показують, що наша система знаходиться швидше ближче до краю Чумацького Шляхув одному з його рукавів. Рукави спіральної галактики повільно обертаються навколо її центру, разом із ними обертаємось і ми. Повний оберт навколо центру галактики Земля і вся Сонячна система роблять за 225-250 мільйонів років. На жаль, про наслідки цього обертання поки відомо занадто мало, оскільки свідоме життя людства на Землі вимірюється тисячами років, а серйозні спостереження ведуться лише кілька століть, проте процеси, що відбуваються в галактиці, теж якимось чином мають впливати на життя нашої планети. але це ще тільки з'ясувати.

Земляздійснює не тільки добове обертальне рухнавколо осі (докладніше: ), а має ще поступальний рух по своїй орбіті навколо Сонця, Разом з іншими планетами чого ми, однак, не помічаємо.

Земля навколо сонця

Нам здається, що Земля перебуває у нерухомому стані, а Сонце обертається навколо неї.

Щоб найбільше наочно уявити, уявіть, що ваш корабель кинув якір і став на рейд біля якогось портового міста. Ви спустили шлюпку і пішли у гирло невеликої річки. Стоїть ясна та тиха погода. Шлюпка мчить по водній гладі, і здається, що береги річки швидко біжать вам назустріч, а шлюпка стоїть нерухомо.

Ось такий же нерухомий люди раніше вважали Землю, спостерігаючи рух Сонця по зодіакальних сузір'ях.

Всього в сонячної системивідомо дев'ять великих планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та Плутон. Власного світла планети не мають, і якщо іноді ми спостерігаємо їх у вигляді дуже яскравих зірок, то це тому, що вони відображають світло Сонця, що падає на них.

Планети переміщаються по небу між зірками, чому їх і назвали планетами, тобто «блукаючими світилами».

Періоди обертання планет навколо Сонця

Швидкості та періоди обертання планет навколо Сонцярізні залежно від відстані до Сонця. Планети, ближчі до Сонця, обертаються з більшою швидкістю і здійснюють свій шлях навколо нього значно короткі проміжки часу, ніж планети, що знаходяться далі від Сонця.

Так наприклад, Меркурій– найближча до Сонця планета – здійснює свій шлях навколо Сонця лише в 88 діб. Плутон, що знаходиться в порівнянні з усіма іншими відомими нам планетами на далекій відстані від Сонця, - в 249 земних років.

Шляхи, якими обертаються планети навколо Сонця

Шляхи, якими обертаються планети навколо Сонця, називаються їх орбітами. Орбіти планет є еліпси, або витягнуті кола. Вперше це довів геніальний математик та астроном Йоганн Кеплер.

Ступінь витягнутості планетних орбіт різна та порівняно невелика. Найбільшу витягнутість мають орбіти Меркурія і Плутона. Що ж до земної орбіти, можна сказати, що вона майже не відрізняється від кола.

Еліпс неважко намалювати. Візьмемо невелику довжину нитку і зв'яжемо її кінці між собою. Надіньмо цю нитку на дві шпильки, застромлені в аркуш паперу, що щільно лежить на столі, одна від одної на відстані, трохи меншій за половину всієї нитки.

Натягнемо олівцем нитку і, зберігаючи її в цьому положенні, проведемо їм по аркушу паперу, що лежить на столі. Вийде еліпс.

Крапки, в які встромлені шпильки, називаються фокусами. Сонце знаходиться в одному з фокусів еліпсів орбіт Землі та всіх інших планет сонячної системи.

Фокуси планетних орбіт знаходяться дуже близько до центрів еліпсів, які лежать посередині між фокусами.

Відстань Землі від Сонця

Середнє відстань Землі від Сонцяскладає близько 150 мільйонів кілометрів. Ця відстань майже у 3750 разів перевищує довжину кола земного екватора. Щоб покрити відстань від Землі до Сонця, поїзд, що рухається зі швидкістю 50 кілометрів на годину, має йти без зупинок близько 350 років. Навіть на літаку, що летить зі швидкістю близько 350 кілометрів на годину, нам знадобилося б 50 років, щоб долетіти до Сонця.

Повний оборот навколо Сонця Земля здійснює протягом року, точніше 365 ¼ доби. В цей час наша планета покриває у світовому просторі відстань близько 900 мільйонів кілометрів. Понад 20 тисяч років має безупинно йти пішохід, проходячи за кожну годину 5 кілометрів, щоб пройти цю відстань. Літаку, що летить зі швидкістю 350 кілометрів на годину, знадобилося б близько 300 років, щоб здійснити безпосадковий переліт на відстань, що дорівнює річному шляху нашої Землі.

Кожну секунду Земля переміщається своєю орбітою майже на 30 кілометрів. За годину вона проходить шлях близько 108 тисяч кілометрів. Уявляєте тепер собі, наскільки великий річний шлях Землі і з якою величезною швидкістю мчить у безмежних світових просторах.

Ми, постійні земні пасажири, не відчуваємо ні струсів, ні якихось інших незручностей у своїй подорожі Всесвітом на цьому «кораблі». Нам не страшна безодня, що оточує нас, – ми міцно влаштувалися на нашій Землі.

Якби ми могли створити такий літаючий снаряд, швидкість польоту якого дорівнювала швидкості руху Землі вздовж своєї орбіти або хоча б навіть 11 - 12 кілометрів в секунду, то цей снаряд при першому ж своєму польоті покинув би Землю і, подолавши силу її тяжіння, назавжди зник би від наших поглядів у безмежному світовому просторі.

Якби ми мали таку гармату, снаряди якої мали б швидкість польоту близько 9 кілометрів на секунду, то ці снаряди перетворилися б на вічних супутників нашої планети, вони вічно кружляли б навколо Землі і ніяк не могли б ні полетіти далеко в космічний простір, ні впасти. на землю.

Шлях Землі орбітою

Земля рухається своєю орбітою навколо Сонця ні однаковою швидкістю. Чим ближче вона знаходиться до Сонця, тим більша її швидкість, і навпаки – з віддаленням від Сонця її швидкість зменшується. У точці афелія(точка на земній орбіті, яка далі від Сонця), швидкість руху Землі найменша, а у точці перигелію(Точка на земній орбіті, яка знаходиться найближче до Сонця) - найбільша.

Незалежно від того, що постійні пересування нашої планети зазвичай невідчутні, різноманітні наукові фактидавно довели, що планета Земля переміщається своєю, суворо певної траєкторії як навколо самого Сонця, а й навколо власної осі. Саме цим обумовлюються маса природних явищ, що спостерігаються людьми щодня, таких, наприклад, як зміна часу дня та ночі. Навіть у цю секунду, читаючи ці рядки, ви перебуваєте в постійному русі, який обумовлений переміщенням рідної планети.

Непостійний рух

Цікаво, що швидкість самої Землі не є постійною величиною, з причин, які вченим, на жаль, до цього часу не вдалося пояснити, однак, достеменно відомо, що кожен із століть Земля дещо уповільнює швидкість свого звичайного обертання на величину, рівну приблизно 0, 0024 секунд. Вважається, що подібна аномалія безпосередньо пов'язана з якимось місячним тяжінням, що зумовлює припливи та відливи, на які і наша планета також витрачає. значну часткусвоєї власної енергії, що й «гальмує» її індивідуальне обертання. Так звані приливні виступи, що рухаються зазвичай у напрямку, протилежному ходу Землі, зумовлюють виникнення деяких сил тертя, які, відповідно до законів фізики, є основним гальмуючим чинником такої мошної космічної системи, як Земля.

Звичайно, ніякої осі насправді немає, це уявна пряма, яка допомагає робити розрахунки.

За одну годину, вважається, Земля здійснює оборот 15 градусів. За скільки вона обертається навколо осі повністю, здогадатися неважко: 360 градусів – за одну добу о 24 годині.

Доба о 23 годині

Зрозуміло, що Земля обертається навколо своєї осі за звичні людям 24 години - звичайні земні добу, а точніше - за 23 години хвилин і майже 4 секунди. Рух відбувається незмінно із західної частини на східну і ніяк інакше. Неважко обчислити, що за таких умов швидкість на екваторі сягатиме близько 1670 кілометрів на годину, поступово знижуючись при наближенні до полюсів, де плавно переходить до нуля.

Неозброєним оком виявити обертання, яке здійснюється Землею з такою гігантською швидкістю, не можна, адже разом із людьми рухаються і всі навколишні предмети. Усі планети сонячної системи здійснюють подібні рухи. Так, наприклад, Венера має набагато меншу швидкість руху, саме тому її доба відрізняється від земної більш ніж у двісті сорок три рази.

Найшвидшими з відомих сьогодні планет вважаються Юпітер і планета Сатурн, які здійснюють свій повний поворот навколо осі за десять і десять з половиною годин відповідно.

Потрібно відзначити, що обертання Землі навколо своєї осі - вкрай цікавий і непізнаний факт, що потребує подальшого пильного вивчення вчених усього світу.