지구는 왜 태양을 돌고 있는 세가지 이유

지구가 태양 주위를 공전한 정확한 시간. 지구는 얼마나 빨리 자전하는가

필터를 통한 우리의 별

태양의 자전은 관찰자가 그것을 측정하는 위치에 따라 달라집니다. 관심이 있으십니까? 지구의 날 약 24.47일 만에 적도의 반점이 완전히 회전합니다.

천문학자들은 이것을 항성 자전 기간이라고 부르는데, 이것은 지구에서 볼 때 흑점이 태양 주위를 회전하는 데 걸리는 시간의 양에 따라 공의회 기간과 다릅니다.

회전 속도는 극에 가까워질수록 감소하므로 극에서 축을 중심으로 한 회전 기간은 최대 38일이 될 수 있습니다.

회전 관찰

태양의 움직임은 반점을 관찰하면 명확하게 볼 수 있습니다. 모든 반점이 표면에서 움직입니다. 이 움직임은 축을 중심으로 하는 별의 일반적인 움직임의 일부입니다.

관찰에 따르면 강체로 회전하는 것이 아니라 차등적으로 회전합니다.

이것은 적도에서 더 빨리 움직이고 극에서 더 느리게 움직인다는 것을 의미합니다. 가스 거인 목성과 토성도 차등 회전합니다.

천문학자들은 적도에서 26° 위도에서 태양의 자전 속도를 측정했으며, 그 축을 중심으로 한 회전을 완료하는 데 25.38일이 걸린다는 것을 발견했습니다. 그 축은 각도를 7도 15분으로 만듭니다.

내부 영역과 코어는 강체로 함께 회전합니다. 그리고 외층 대류대그리고 광구는 다른 속도로 회전합니다.

은하 중심을 도는 태양의 공전

우리의 발광체와 우리는 함께 은하계의 중심을 돌고 있습니다. 은하수. 평균 속도는 828,000km/h입니다. 한 번의 혁명에는 약 2억 3천만 년이 걸립니다. 은하수는 나선 은하입니다. 그것은 중앙 코어, 여러 개의 짧은 부분이 있는 4개의 주 팔로 구성되어 있다고 믿어집니다.

지구가 우주의 중심이 아니며 끊임없이 움직이고 있다는 것을 인간이 이해하는 데 수천 년이 걸렸습니다.

갈릴레오 갈릴레이의 말 "그래도 회전한다!" 영원히 역사에 기록되고 과학자들이 시대를 상징하는 일종의 상징이되었습니다. 다른 나라세계의 지구 중심 시스템 이론을 논박하려고했습니다.

지구의 자전은 약 5세기 전에 입증되었지만, 그것을 움직이게 한 정확한 이유는 아직 알려져 있지 않습니다.

지구는 왜 축을 중심으로 회전합니까?

중세 시대 사람들은 지구가 정지해 있고 태양과 다른 행성들이 그 주위를 돈다고 믿었습니다. 16세기에 와서야 천문학자들이 그 반대를 증명할 수 있었습니다. 많은 사람들이 이 발견을 갈릴레오와 연관시킨다는 사실에도 불구하고 사실 그것은 다른 과학자인 Nicolaus Copernicus에 속합니다.

1543년에 "천구의 ​​회전에 관하여"라는 논문을 쓴 사람이 바로 그 사람이었습니다. 여기서 그는 지구의 운동에 관한 이론을 제시했습니다. 장기이 아이디어는 동료나 교회로부터 지지를 받지 못했지만 결국에는 과학 혁명유럽의 기반이 되었고 추가 개발천문학.

현재 생명에 대한 권리가 있는 세 가지 주요 버전이 있습니다. 즉, 관성 회전, 자기장 및 태양 복사가 행성에 미치는 영향에 대한 이론입니다.

관성 회전 이론

일부 과학자들은 지구가 한 번 (그 출현 및 형성 기간 동안) 회전하고 이제는 관성에 의해 회전한다고 믿는 경향이 있습니다. 우주 먼지로 형성되어 다른 물체를 자신에게 끌어들이기 시작하여 추가적인 충동을 일으켰습니다. 이 가정은 태양계의 다른 행성에도 적용됩니다.

이론은 그 이유를 설명할 수 없기 때문에 많은 반대자들이 있습니다. 다른 시간지구의 운동 속도는 증가하거나 감소합니다. 또한 금성과 같이 태양계의 일부 행성이 반대 방향으로 회전하는 이유도 불분명합니다.

자기장에 대한 이론

동일한 충전 극을 가진 두 개의 자석을 연결하려고 하면 서로 밀어내기 시작합니다. 자기장 이론은 지구의 극도 같은 방식으로 충전되고, 말하자면 서로 반발하여 행성이 회전한다고 제안합니다.

태양 노출 가설

가장 가능성 있는 것은 태양 복사 이론으로 간주됩니다. 그것은 지구의 표면 껍질 (공기, 바다, 바다)을 데우는 것으로 잘 알려져 있지만 가열이 고르지 않게 발생하여 바다와 기류가 형성됩니다.

행성의 단단한 껍질과 상호 작용할 때 회전하게 만드는 것은 바로 그들입니다. 이동의 속도와 방향을 결정하는 터빈의 일종이 대륙입니다. 그것들이 충분히 모놀리식(monolithic)이 아니면 드리프트(drift)하기 시작하여 속도의 증가 또는 감소에 영향을 미칩니다.

지구는 왜 태양 주위를 돌까?

지구가 태양 주위를 공전하는 이유를 관성이라고 합니다. 우리 별의 형성에 관한 이론에 따르면, 약 45억 7천만 년 전, 엄청난 양의 먼지가 우주에서 발생하여 점차 디스크로 변한 다음 태양으로 변했습니다.

이 먼지의 외부 입자는 서로 결합하여 행성을 형성하기 시작했습니다. 그럼에도 불구하고 그들은 관성에 의해 별 주위를 회전하기 시작했고 오늘날에도 같은 궤적을 따라 계속 움직이고 있습니다.

그 이유는 태양의 질량이 크므로, 큰 힘끌어 당김. 지구는 운동하는 동안 지속적으로 직선으로 멀어지려고 노력하지만 중력이 지구를 뒤로 잡아당기므로 행성은 궤도를 유지하고 태양 주위를 공전합니다.

회전축을 중심으로 하는 움직임은 자연에서 물체가 움직이는 가장 일반적인 유형 중 하나입니다. 이 기사에서는 역학 및 운동학의 관점에서 이러한 유형의 운동을 고려할 것입니다. 우리는 또한 주요 물리량과 관련된 공식을 제공합니다.

우리는 어떤 움직임에 대해 이야기하고 있습니까?

문자 그대로, 우리는 원을 중심으로 움직이는 물체, 즉 회전에 대해 이야기할 것입니다. 대표적인 예이러한 움직임은 차량이 움직이는 동안 자동차 또는 자전거의 바퀴가 회전하는 것입니다. 얼음 위에서 복잡한 피루엣을 수행하는 피겨 스케이팅 선수의 축을 중심으로 회전합니다. 또는 태양 주위와 황도면에 기울어진 자체 축을 중심으로 한 우리 행성의 회전.

보시다시피, 고려중인 이동 유형의 중요한 요소는 회전 축입니다. 임의의 모양을 한 몸체의 각 점은 그 주위를 원형으로 움직입니다. 점에서 축까지의 거리를 회전 반경이라고 합니다. 전체 기계 시스템의 많은 속성은 관성 모멘트, 선속도 등의 값에 따라 달라집니다.

공간에서 물체의 선형 병진 운동의 원인이 물체에 작용하는 힘이라면 외력, 회전축 주위의 운동 원인은 외부 힘의 모멘트입니다. 이 값은 다음과 같이 설명됩니다. 벡터 제품적용된 힘 F 는 적용 지점에서 축 r 까지의 거리 벡터, 즉 다음과 같습니다.

모멘트 M 의 작용은 시스템에서 각가속도 α 의 출현으로 이어집니다. 두 수량은 다음 등식에 의해 특정 계수 I을 통해 서로 관련됩니다.

I의 양을 관성 모멘트라고 합니다. 그것은 몸체의 모양과 내부의 질량 분포 및 회전축까지의 거리에 따라 다릅니다. 재료 점의 경우 다음 공식으로 계산됩니다.

외부가 0이면 시스템은 각운동량 L을 유지합니다. 이것은 정의에 따라 다음과 같은 또 다른 벡터 양입니다.

여기서 p는 선형 운동량입니다.

운동량 보존 법칙 L은 일반적으로 다음 형식으로 작성됩니다.

여기서 ω는 각속도입니다. 그것은 기사에서 더 논의 될 것입니다.

회전 운동학

역학과 달리 이 물리학 분야는 시간이 지남에 따라 공간에서 신체의 위치 변화와 관련된 실용적인 중요한 양만을 고려합니다. 즉, 회전 운동학의 연구 대상은 속도, 가속도 및 회전 각도입니다.

먼저 각속도를 소개하겠습니다. 단위 시간당 몸이 회전하는 각도로 이해됩니다. 순간 각속도의 공식은 다음과 같습니다.

몸체가 동일한 시간 간격으로 동일한 각도로 회전하는 경우 회전을 균일이라고 합니다. 그에게는 평균 각속도 공식이 유효합니다.

ω는 초당 라디안으로 측정되며, 이는 SI 시스템에서 초의 역수(s -1)에 해당합니다.

불균일한 회전의 경우 각가속도 α의 개념이 사용됩니다. 값 ω의 시간 변화율을 결정합니다. 즉,

α \u003d dω / dt \u003d d 2 θ / dt 2

α는 제곱초당 라디안으로 측정됩니다(SI - s -2).

몸체가 처음에 속도 ω 0에서 균일하게 회전한 다음 일정한 가속도 α로 속도를 증가시키기 시작했다면 그러한 움직임은 다음 공식으로 설명할 수 있습니다.

θ = ω 0 *t + α*t 2 /2

이 평등은 시간에 대한 각속도 방정식을 적분하여 얻습니다. θ에 대한 공식을 사용하면 시스템이 시간 t에서 회전 축을 중심으로 만들 회전 수를 계산할 수 있습니다.

선형 및 각속도

두 속도는 서로 관련이 있습니다. 축을 중심으로 한 회전 속도에 대해 말할 때 선형 및 각도 특성을 모두 의미할 수 있습니다.

어떤 물질 점이 거리 r에서 속도 ω로 축을 중심으로 회전한다고 가정합니다. 그러면 선형 속도 v는 다음과 같습니다.

선형 속도와 각속도의 차이는 중요합니다. 따라서 ω는 균일한 회전 동안 축까지의 거리에 의존하지 않는 반면 v의 값은 r이 증가함에 따라 선형적으로 증가합니다. 마지막 사실회전 반경이 증가하면 몸체를 원형 궤도로 유지하는 것이 더 어려운 이유를 설명합니다(선속도 및 결과적으로 관성력이 증가함).

지구의 축을 중심으로 한 회전 속도를 계산하는 작업

우리의 행성이 태양계두 가지 유형의 회전 운동을 수행합니다.

• 축을 중심으로;
• 별 주위에.

첫 번째 속도 ω와 v를 계산해 보겠습니다.

각속도를 결정하는 것은 어렵지 않습니다. 이렇게 하려면 행성이 24시간 동안 2 * 파이 라디안과 같은 완전한 회전을 한다는 것을 기억하십시오( 정확한 값 23시간 56분 4.1초). 그러면 ω의 값은 다음과 같습니다.

ω \u003d 2 * 파이 / (24 * 3600) \u003d 7.27 * 10 -5 rad / s

계산된 값이 작습니다. 이제 ω의 절대값이 v의 절대값과 얼마나 다른지 보여줍시다.

적도 위도에서 행성 표면에 있는 점에 대한 선속도 v를 계산해 보겠습니다. 지구는 납작한 공이기 때문에 적도의 반지름이 극의 반지름보다 약간 더 큽니다. 6378km입니다. 두 속도의 연결 공식을 사용하여 다음을 얻습니다.

v \u003d ω * r \u003d 7.27 * 10 -5 * 6378000 ≈ 464m / s

결과 속도는 1670km/h로 공기 중 음속(1235km/h)보다 빠릅니다.

축을 중심으로 지구의 회전은 탄도 미사일을 날릴 때 고려해야 하는 소위 코리올리 힘의 출현으로 이어집니다. 무역풍이 서쪽으로 편향되는 등 많은 대기 현상의 원인이기도 하다.

고대부터 인류는 축을 중심으로 한 회전과 태양 주위의 회전이라는 두 가지 주요 유형의 지구 운동을 알고 있었습니다.

자체 축을 중심으로 회전합니다.

지구는 축을 중심으로 시계 반대 방향, 즉 서쪽에서 동쪽으로 회전한다는 것이 확인되었습니다. 지구는 23시간 56분 4.091초 만에 축을 중심으로 완전히 회전합니다. 이 기간을 항성일이라고 합니다. 지구가 회전하는 축은 가상의 축입니다. 궤도면에 대해 23.5° 기울어져 있습니다. 이 각도는 지구가 움직이는 동안 변하지 않습니다. 가상 축의 북쪽 끝은 항상 북극성을 향하고 있습니다.

회전하면서 지구는 태양을 어느 한쪽으로 대체합니다. 태양이 비추는 지구의 측면은 낮이고 반대쪽은 밤입니다. 따라서 낮과 밤의 변화는 축을 중심으로 한 지구의 자전의 결과입니다.

텔루륨은 태양 주위의 지구의 연간 움직임과 축을 중심으로 한 지구의 매일 자전을 시각적으로 보여주는 장치입니다.

가상의 지구 축과 지구 표면의 교차점을 극점이라고 합니다. 북쪽과 남쪽의 두 가지 극이 있습니다. 극에서 같은 거리에 가상의 원이 지구 표면(적도)에 그려집니다. 적도의 북쪽에는 지구의 북반구가 있고 남쪽에는 남쪽이 있습니다.

지구의 자전축은 황도면에 대해 23.5° 기울어져 있기 때문에 극지방에 가까운 지역에서는 여름에 태양이 거의 지지 않고 극지방의 낮이 몇 달 동안 지속됩니다. 겨울에는 해가 거의 뜨지 않고 북극의 밤이 몇 달 동안 지속됩니다.

윤년이 있는 이유

지구는 365일 6시간, 즉 1년에 태양 주위를 완전히 공전합니다. 편의상 1년은 정확히 365일이라고 하고, 4년마다 남은 시간에서 24시간을 더 '수집'하면 1년에 하루를 더해서 366일이 된다. 이러한 해를 윤년이라고 하며 2월에 하루가 추가되어 보통의 28일이 아닌 29일이 됩니다.

지점과 춘분

낮과 밤의 변화는 지구에서 지속적으로 발생합니다. 그러나 일년에 두 번 춘분과 추분(3월 21일과 9월 23일)에 기간은 지구 전역에서 동일합니다.

낮이 가장 길고 밤이 가장 짧은 날은 북반구에서 6월 21~22일에 해당하는 하지 날에 발생합니다. 이때, 지구의 자전축은 북쪽 끝이 태양을 향하여 기울어져 있습니다. 북반구는 남반구보다 더 많은 열을 받으므로 첫 번째에는 여름, 두 번째에는 겨울에 열을 받습니다. 그리고 12월 21일~22일에는 반대로 지구 자전축의 남쪽 끝이 태양에 대해 기울어져 있습니다. 에 남반구현재 여름과 북쪽 - 겨울. 이것은 북반구에서 낮이 가장 짧은 동지입니다.

지구에서 태양까지의 평균 거리는 약 1억 5천만 킬로미터입니다. 하지만 그때부터 태양 주위의 지구의 자전원이 아니라 타원에서 발생하며 연중 다른시기에 지구는 태양에서 조금 더 멀어지거나 조금 더 가깝습니다.

이 실제 타임랩스 사진에서 우리는 지구가 축을 중심으로 회전하면서 다른 행성과 은하에 대해 20-30분 동안 만드는 경로를 볼 수 있습니다.

계절의 변화

일년 중 가장 더운 시간인 여름인 6월에 지구는 가장 추운 계절인 12월 겨울보다 태양에서 약 500만 킬로미터 더 멀어지는 것으로 알려져 있습니다. 따라서, 계절의 변화지구가 태양에 더 가깝거나 멀기 때문이 아니라 다른 이유에서 발생합니다.

지구는 태양 주위의 병진 운동에서 축의 동일한 방향을 지속적으로 유지합니다. 그리고 궤도에 있는 태양 주위의 지구의 병진 회전으로 인해 이 가상의 지구의 축은 항상 지구의 궤도면에 대해 기울어집니다. 계절이 바뀌는 이유는 정확히 지구의 축이 항상 같은 방식으로 지구 궤도면에 기울어져 있다는 사실입니다.

따라서 우리 반구가 일 년 중 낮이 가장 긴 6월 22일에는 태양도 북극을 비추고 남극은 태양 광선이 비추지 않기 때문에 어둠 속에 남아 있습니다. 북반구의 여름은 낮이 길고 밤이 짧은 반면 남반구는 반대로 밤이 길고 낮이 짧습니다. 따라서 광선이 "비스듬히" 떨어지고 발열량이 낮은 겨울입니다.

낮과 밤의 시차

낮과 밤의 변화는 축을 중심으로 한 지구의 자전의 결과로 발생하는 것으로 알려져 있습니다(자세한 내용:). 하지만 낮과 밤의 시차태양 주위의 지구의 자전에 달려 있습니다. 북반구에서 밤이 가장 길고 낮이 가장 짧은 12월 22일 겨울에는 북극이 전혀 태양에 비추지 않고 '어둠 속에' 남극이 비춰진다. 겨울에는 알다시피 북반구 주민들은 밤이 길고 낮이 짧습니다.

3월 21~22일에는 낮이 밤과 같으며, 춘분; 같은 춘분 가을- 9월 23일에 발생합니다. 오늘날 지구는 태양 광선이 북극과 남극을 동시에 비추고 적도에 수직으로 떨어지는 태양에 상대적인 위치를 차지합니다(태양이 정점에 있음). 따라서 3월 21일과 9월 23일에 지구 표면의 모든 지점은 12시간 동안 태양에 의해 조명되고 12시간 동안 어둠 속에 있습니다. 전 세계의 낮과 밤.

지구의 기후대

태양 주위의 지구의 자전은 다양한 존재를 설명합니다 기후대지구. 지구는 구형이고 가상의 축은 항상 같은 각도로 지구 궤도면에 기울어져 있기 때문에 지구 표면의 다른 부분은 다른 방식으로 태양 광선에 의해 가열되고 조명됩니다. 그들은 서로 다른 경사각으로 지구 표면의 별도 영역에 떨어지며 결과적으로 지구 표면의 다른 영역에서의 발열량은 동일하지 않습니다. 태양이 수평선보다 낮고(예: 저녁에) 태양 광선이 아래의 지표면에 떨어질 때 높은 각도그들은 아주 조금 가열합니다. 반대로 태양이 수평선보다 높을 때(예: 정오) 그 광선은 지구에 큰 각도로 떨어지고 발열량이 증가합니다.

어떤 날에는 태양이 정점에 있고 광선이 거의 수직으로 떨어지는 곳이 있습니다. 핫벨트. 이 장소에서 동물들은 더운 기후에 적응했습니다(예: 원숭이, 코끼리, 기린). 키가 큰 야자수, 바나나가 자라고 파인애플이 익습니다. 거기에는 열대 태양의 그늘 아래 크라운을 넓게 펼치고 둘레가 20 미터에 달하는 거대한 바오밥 나무가 있습니다.

태양이 지평선 위로 높이 떠오르지 않는 곳에, 두 개의 추운 지역가난한 동식물과 함께. 여기서 동물과 식물의 세계는 단조롭습니다. 넓은 지역에는 초목이 거의 없습니다. 눈은 무한한 공간을 덮습니다. 핫존과 콜드존 사이에는 2개의 온대 벨트, 지구 표면의 가장 큰 영역을 차지합니다.

태양 주위의 지구의 자전은 존재를 설명합니다 5개 기후대: 뜨겁게 1개, 보통 2개, 차갑게 2개.

핫벨트는 적도 부근에 위치하며, 조건부 경계는 북방 열대(케서의 열대)와 남방 열대(염소자리의 열대)입니다. 한랭벨트의 조건부 경계는 북극권과 남극권입니다. 북극의 밤은 거의 6 개월 동안 지속됩니다. 날의 길이는 같습니다. 열 구역 사이에는 뚜렷한 경계가 없지만 적도에서 남극과 북극으로 점차적으로 열이 감소합니다.

북극과 남극 주변에는 거대한 공간이 연속적인 빙원으로 채워져 있습니다. 이 황량한 해안을 씻는 바다에서 거대한 빙산이 떠 있습니다(더 보기:).

북극과 남극 탐험가

도달하다 북극 또는 남극오랫동안 인간의 대담한 꿈이었습니다. 용감하고 지칠 줄 모르는 북극 탐험가들은 이러한 시도를 한 번 이상 했습니다.

1912년 상트페테르부르크 배를 타고 북극 탐험을 조직한 러시아 탐험가 게오르기 야코블레비치 세도프도 마찬가지였습니다. 포카. 차르 정부는 이 위대한 사업에 무관심했고 용감한 선원과 경험 많은 여행자에게 적절한 지원을 제공하지 않았습니다. 자금 부족으로 G. Sedov는 Novaya Zemlya에서 첫 번째 겨울을 보내고 두 번째 겨울을 보내야 했습니다. 1914 년 Sedov는 두 명의 동료와 함께 마침내 북극에 도달하기위한 마지막 시도를했지만 건강과 힘의 상태는이 대담한 사람을 변화 시켰고 그해 3 월 목표를 향해가는 도중에 사망했습니다.

한 번 이상 북극으로의 선박에 대한 대규모 원정대가 장비되었지만 이러한 원정대조차도 목표에 도달하지 못했습니다. 무거운 얼음배를 "속박"하고 때로는 배를 부수고 의도한 경로와 반대 방향으로 멀리 표류하면서 배를 멀리 옮겼습니다.

1937 년에만 처음으로 소련 원정대가 비행선으로 북극으로 배달되었습니다. 용감한 4명의 천문학자 E. Fedorov, 수생생물학자 P. Shirshov, 라디오 교환원 E. Krenkel, 그리고 늙은 선원인 탐험대장 I. Papanin은 9개월 동안 표류하는 유빙 위에서 살았습니다. 거대한 빙원은 때때로 균열을 일으키고 무너졌습니다. 용감한 탐험가들은 차가운 북극해의 파도에 죽을 위험에 대해 한 번 이상 위협을 받았지만, 그럼에도 불구하고 그들은 자신의 과학적 연구사람의 발이 한 번도 밟지 않은 곳. 중량 측정, 기상학 및 수력 생물학 분야에서 중요한 연구가 수행되었습니다. 태양 주위의 지구의 자전과 관련된 5개의 기후대가 존재한다는 사실이 확인되었습니다.