Совершая два главных движения — суточное вокруг воображаемой оси) и годовое (вокруг Солнца), Земля удерживается от него на определенном расстоянии — порядка 150 млн км. Удерживаться на таком расстоянии и через год снова возвращаться в прежнее положение ей помогают постоянное притяжение Земли к Солнцу и центробежная сила, возникающая в результате быстрого движения Земли вокруг Солнца.
В десять раз быстрее артиллерийского снаряда
Известно, что Земля совершает одиннадцать различных движений, из которых для нее наиболее важными являются три: суточное вращение вокруг своей оси, годовое вращение по эллипсу вокруг Солнца и вращение вместе с Луной вокруг их общего центра тяжести.
Период, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси, называется сутками. Продолжительность суток может быть определена по Солнцу и по звездам. В зависимости от этого различают солнечные сутки и звездные. Солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через меридиан места наблюдения. Поскольку Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, в котором она вращается вокруг своей оси, т. е. с запада на восток, солнечные сутки немного длиннее того времени, за которое Земля в действительности совершает этот оборот, а именно за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это действительное время суточного оборота Земли называется звездными сутками. Оно определяется временем между двумя прохождениями звезды через меридиан данного места. Однако счет времени мы ведем не по звездным суткам, как и не по солнечным, а по средним, т. е. таким, продолжительность которых равна средней длине суток в течение года — 24 часа. Совершая полный оборот (360°) вокруг своей оси за сутки, Земля поворачивается за час на 15° (360/24 = 15).
Не менее важным, чем суточное, является годовое движение Земли вокруг Солнца. Это движение она совершает, вращаясь вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, т. е. в десять раз быстрее артиллерийского снаряда. Период обращения Земли, равный 365 дням 6 часам 9 минутам и 9 секундам, за который она совершает один оборот вокруг Солнца, называется звездным годом. Орбита, по которой движется Земля, представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце. Поэтому Земля, совершая годовое движение, то приближается, то удаляется от Солнца, и расстояние между ними изменяется от 152,1 млн км (в афелии) до 147,1 млн км (в перигелии). Чтобы хоть как-то представить себе среднюю величину этого расстояния (149,5 млн км), обычно предлагается вообразить себе скорый поезд, который безостановочно движется со скоростью 100 км/ч. Чтобы преодолеть это расстояние, ему понадобилось бы 170 лет. Ось суточного вращения Земли, всегда направленная на Полярную звезду и образующая с плоскостью земной орбиты угол в 66°33′, устойчиво сохраняет при годовом движении свое направление в пространстве и обусловливает смену времен года (рис. 5).
Вопросы
6. Какие удивительные явления на Земле обусловлены ее суточным вращением?
7. Почему высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется? Почему в Северном полушарии, где мы живем, зима наступает, когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, а лето — наоборот, когда она от него дальше?
8. Одним из следствий суточного вращения Земли является смена дня и ночи, которая наступает в разных ее пунктах в разное время. Принято, что новая календарная дата в каждом пункте начинается в полночь. В разных пунктах нашей планеты полночь наступает в разное время. Это часто приводит к недоразумениям, в особенности при кругосветных путешествиях. Каким?
Ответы [5] Ответы на вопросы 6 . Смена дня и ночи, создающая суточный ритм в жизни и процессах, которые происходят в географической оболочке Земли; отклонение горизонтально движущихся тел в Северном полушарии вправо, в Южном — влево, падающих вниз тел — к востоку, брошенных вверх — к западу; возникновение приливной волны, которая непрерывно обходит земной шар с востока на запад, перемещаясь навстречу вращению Земли; подмывание реками в Северном полушарии своих правых берегов, в Южном — левых; различия в местном времени. 7. Это обусловлено годовым вращением Земли и наклоном оси ее суточного вращения, всегда направленной на Полярную звезду. Когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, продолжительность освещения повернутого к Солнцу ее Северного полушария бывает самой короткой, а максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность — самым маленьким. И наоборот, когда Земля максимально удалена от Солнца, время освещения им Северного полушария бывает самым продолжительным, а максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность — самым большим, благодаря чему она получает больше солнечного тепла и более продолжительное время освещения (рис. 16). 8. Появление после завершения плавания, как правило кругосветного, одного «лишнего» или, наоборот, одного «пропавшего» дня.
Читать дальше