JORDENS ROTASJONSBEVEGELSE: KJENNETEGN OG KONSEKVENSER - FYSISK - 2026

Den Jordens rotasjonsbevegelse er den som planeten vår Utfører rundt jordas akse i vest-øst retning og varer ca en dag, spesielt 23 timer, 56 minutter og 3,5 sekunder.

Denne bevegelsen, sammen med oversettelsen rundt solen, er den viktigste som jorden har. Spesielt er rotasjonsbevegelsen veldig innflytelsesrik i det daglige livet til levende vesener, siden det gir opphav til dager og netter.

Figur 1. Takket være jordens bevegelse forblir det ene området opplyst (dag) mens det andre er om natten. Kilde: Pixabay.

Derfor har hvert tidsintervall en viss mengde solbelysning, som er det som ofte kalles dag, og fravær av sollys eller natt. Jordens rotasjon fører også til endringer i temperatur, siden dagen er en periode med oppvarming, mens natten er en avkjølingsperiode.

Disse omstendighetene markerer en milepæl i alle levende vesener som befolker planeten, noe som gir opphav til en mengde tilpasninger når det gjelder livsvaner. I følge det har selskapene etablert perioder med aktivitet og hvile i henhold til sine skikker og påvirket av miljøet.

Det er klart, de lyse og mørke sonene endrer seg når bevegelse finner sted. Når man deler 360º som har en omkrets, mellom de 24 timene som en dag er avrundet, viser det seg at på 1 time har jorden rotert 15º i en vest-østlig retning.

Derfor, hvis vi flytter til vest 15º er det en time tidligere, det motsatte skjer hvis vi reiser mot øst.

Jordens rotasjonshastighet på sin egen akse er blitt estimert til 1600 km / t ved ekvator, med den påfølgende reduksjonen når den nærmer seg polene, inntil den avbryter akkurat på rotasjonsaksen.

Kjennetegn og årsaker

Årsaken til at Jorden roterer rundt sin akse ligger i solsystemets opprinnelse. Muligens solen brukte lang tid bare etter at tyngdekraften muliggjorde fødselen fra den amorfe substansen som befolker verdensrommet. Da den dannet seg, solgte Solen rotasjonen levert av den primitive skyen av materie.

Noe av saken som ga opphav til stjernen ble komprimert rundt sola for å lage planetene, som også hadde sin del av den vinkelmomentet til den opprinnelige skyen. På denne måten har alle planetene (inkludert jorden) sin egen rotasjonsbevegelse i vest-øst retning, bortsett fra Venus og Uranus, som roterer i motsatt retning.

Noen mener at Uranus kolliderte med en annen planet med lignende tetthet og på grunn av påvirkningen endret aksen og rotasjonsretningen. På Venus kunne eksistensen av gassformede tidevann forklare hvorfor rotasjonsretningen sakte vendte seg over tid.

Vinkelmoment

Vinkelmoment er i rotasjon hva lineært momentum er til oversettelse. For et legeme som roterer rundt en fast akse som jorden, er størrelsesområdet gitt av:

I denne ligningen er L vinkelmomentet (kg.m ² / s), I er treghetsmomentet (kg.m ² ) og w er vinkelhastigheten (radianer / s).

Vinkelmomentet bevares så lenge det ikke er noe nettomoment som virker på systemet. Når det gjelder dannelsen av solsystemet, regnes Solen og saken som ga opphav til planetene som et isolert system, hvor ingen kraft forårsaket et eksternt dreiemoment.

Trening løst

Forutsatt at Jorden er en perfekt sfære og oppfører seg som et stivt legeme og ved å bruke de medfølgende data, må dens vinkel på rotasjonen bli funnet: a) rundt sin egen akse og b) i sin translasjonsbevegelse rundt solen.

Løsning

a) Først må du ha treghetsmomentet på jorden betraktet som en sfære med radius R og masse M.

Vinkelhastigheten beregnes slik:

Hvor T er bevegelsesperioden, som i dette tilfellet er 24 timer = 86400 s, derfor:

Vinkelmomentet til rotasjonen rundt sin egen akse er:

b) Når det gjelder translasjonsbevegelsen rundt solen, kan jorden betraktes som et punktobjekt, hvis treghetsmoment er I = MR ² _m

I løpet av et år er det 365 × 24 × 86400 s = 3,1536 × 10 ⁷ s, jordens vinkelhastighet på jorden er:

Med disse verdiene er jordens vinkelmoment på jorden:

Konsekvenser av rotasjonsbevegelsen

Som nevnt ovenfor, er rekkefølgen av dager og netter, med deres respektive endringer i timer og lys og temperatur, den viktigste konsekvensen av jordens rotasjonsbevegelse på sin egen akse. Imidlertid strekker innflytelsen seg litt utover dette avgjørende faktum:

- Jordens rotasjon er nært beslektet med planeten. Jorden er ikke en perfekt sfære som en biljardkule. Når den roterer, utvikler det seg krefter som deformerer den, og forårsaker svulming ved ekvator og etterfølgende flating ved polene.

- Jordens deformasjon gir små svingninger i verdien av akselerasjonen av tyngdekraften g forskjellige steder. For eksempel er verdien av g større ved polene enn ved ekvator.

- Rotasjonsbevegelsen påvirker fordelingen av havstrømmene veldig og påvirker i stor grad vindene, på grunn av at massene av luft og vann opplever avvik fra banen deres både i retning av med klokken (nordlige halvkule) og i motsatt retning (sørlige halvkule).

- Tidssonene er opprettet for å regulere tidens gang på hvert sted, ettersom de forskjellige områdene på jorden blir opplyst av solen eller mørklagt.

Coriolis-effekt

Coriolis-effekten er en konsekvens av jordens rotasjon. Siden akselerasjon eksisterer i all rotasjon, regnes ikke jorden som en treghetsramme, som er det som trengs for å anvende Newtons lover.

I dette tilfellet vises de såkalte pseudokreftene, krefter hvis opprinnelse ikke er fysisk, for eksempel sentrifugalkraften som passasjerene på en bil opplever når den lager en kurve og føler at de blir ledet til den ene siden.

For å visualisere virkningene av dette, vurder følgende eksempel: det er to personer A og B på en plattform i rotasjon mot klokken, begge i ro med hensyn til den. Person A kaster en ball til person B, men når ballen når stedet der B var, har den allerede beveget seg, og ballen avlede en avstand s, og passerer bak B.

Figur 2. Coriolis-akselerasjon får ballen til å avlede bane lateralt.

Sentrifugalkraften er ikke ansvarlig i dette tilfellet, den virker allerede ut fra sentrum. Dette er Coriolis-kraften, hvis virkning er å avlede ballen sideveis. Det hender at både A og B har forskjellige hastigheter oppover, fordi de er i forskjellige avstander fra rotasjonsaksen. Hastigheten til B er større, og de er gitt av:

Beregning av Coriolis akselerasjon

Coriolis-akselerasjon har betydelige effekter på bevegelse av luftmasser, og påvirker dermed klima. Derfor er det viktig å ta hensyn til det for å studere hvordan luftstrømmer og havstrømmer beveger seg.

Folk kan også oppleve det når de prøver å gå på en plattform som roterer, for eksempel en karusell i bevegelse.

For tilfellet vist i forrige figur, antar at det ikke tas hensyn til tyngdekraften og bevegelsen visualiseres fra et treghetsreferansesystem, utenfor plattformen. I dette tilfellet ser bevegelsen slik ut:

Figur 3. Utskytningen av ballen sett fra et treghetsreferansesystem. Stien som følger er rettlinjet (tyngdekraften tas ikke med i beregningen).

Avviket som ballen opplever fra den opprinnelige stillingen til person B, er:

Men R _B - R _A = vt, da:

s = ω. (vt). t = ω vt ²

Det er en bevegelse med begynnelseshastighet 0 og konstant akselerasjon:

a _Coriolis = 2ω .v

referanser

1. Aguilar, A. 2004. General Geography. Andre. Edition. Prentice Hall. 35-38.
2. Giancoli, D. 2006. Physics: Principles with Applications. 214-216. Prentice Hall.
3. Lowrie, W. 2007. Fundamentals of Geophysics. Andre. Edition. Cambridge University Press 48-61.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redaksjonell Reverte. 37-52.
5. Problemer med ekte verden fysikk. Coriolis Force. Gjenopprettet fra: real-world-physics-problems.com.
6. Hvorfor roterer Jorden? Hentet fra: spaceplace.nasa.gov.
7. Wikipedia. Coriolis-effekt. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.