Ruch obrotowy Ziemi

Ruch obrotowy Ziemi - inaczej ruch wirowy Ziemi - obrót Ziemi wokół własnej osi trwający 24 godziny (dokładnie 23 godziny 56 minut i 4 sekundy) odpowiadający dobie gwiazdowej. W wyniku ruchu obrotowego każdy punkt na Ziemi przesuwa się z zachodu na wschód poruszając się względem jej środka. Na równiku prędkość punktu wynosi około 1666 km/h, bieguny natomiast pozostają w miejscu. Tam gdzie na powierzchnię Ziemi padają promienie słoneczne, panuje dzień, a na pozostałym obszarze panuje noc. Konsekwencją ruchu obrotowego jest również pozorny ruch Słońca po sklepieniu niebieskim. Konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi:

Wynikające z ruchu:

-dobowy ruch sfery niebieskiej ze wschodu na zachód,

-wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim,

-zmiana dnia na noc i związana z nią rachuba czasu,

Wynikające z siły odśrodkowej:

-spłaszczenie Ziemi na biegunach, które wynosi 21km,

-odchylanie ciał swobodnie spadających

Wynikające z siły Coriolisa:

-efekt Coriolisa - odchylenie kierunku poruszania się ciał (w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej), obserwowane np. w zachowaniu się wahadła
Foucaulta,

-wirowanie mas powietrza wokół niżów i wyżów barycznych (cyklony i antycyklony) oraz strefy stałych wiatrów (pasat),

Inne:

-pływy mórz i ruchy skorupy Ziemi.

Najważniejszymi następstwami obrotowego ruchu Ziemi są:

♦ następstwo dnia i nocy - w wyniku ruchu obrotowego każdy punkt na powierzchni Ziemi wyłania się z nocnego cienia, jest oświetlany przez Słońce (dzień) i ponownie kryje się w mroku nocnego cienia. Mamy do czynienia z ciągłym następstwem dnia i nocy (- noc - dzień - noc, itd.).

♦ pozorna wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim w ciągu dnia - ten pozorny ruch odbywa się ze wschodu na zachód, czyli w kierunku przeciwnym do ruchu Ziemi. Gdy obserwowany punkt na po­wierzchni Ziemi przekracza granicę nocy i dnia. Słońce wyłania się zza linii horyzontu - moment wschodu Słońca. W miarę upływu dnia Słońce wznosi się nad linią horyzontu, do momentu gdy obserwowany punkt w wyniku obrotu Ziemi znajdzie się dokładnie na wprost Słońca. Jest to moment południa słonecznego. Słońce jest wtedy położone najwyżej nad linią horyzontu. Od tego momentu Słońce widoczne jest coraz niżej nad linią horyzontu, aż skryje się za nią - zachód Słońca. Zmiany wysokości Słońca nad horyzontem obserwowane w ciągu dnia powodują dobowe zmiany temperatury -- im większa wysokość Słońca, tym wyższa temperatura. Zmiany temperatury wpływają na zmianę ciśnienia i wilgotności powietrza oraz aktywność organizmów żywych.

♦ następstwo czasu - zmiana wysokości Słońca nad horyzontem w ciągu dnia jest podstawą dobowej rachuby czasu. Dobę słoneczną podzielono na 24 godziny, z których każda ma 60 minut. Moment, w którym półpłaszczyzna południka „przecina" środek tarczy słonecznej (znaj­duje się dokładnie na wprost Słońca), to moment południa słonecz­nego. W czasie południa słonecznego Słońce góruje, tzn. znajduje się najwyżej nad linią horyzontu w ciągu swej pozornej, dziennej wędrówki. Południe słoneczne występuje w tym samym momencie we wszystkich punktach położonych na tym samym południku. Moment południa słonecznego określono jako godzinę 12.00. Dokładnie po przeciwnej stronie Ziemi, tzn. na południku przeciwnym w stosunku do południka, na którym jest moment południa słonecznego, występuje słoneczna północ określana jako godz. 24.00. Obrót Ziemi z zachodu na wschód sprawia, że wszystkie miejsca położone na wschód od południka, na którym jest godzina 12.00, górowanie Słońca miały wcześniej, natomiast wszystkie punkty położone na zachód od tego południka dopiero będą miały południe słoneczne.

♦ widomy ruch sfery niebieskiej - wszystkie ciała niebieskie pozornie wędrują ze wschodu na zachód. Nieruchome są jedynie bieguny niebieskie -- północny w pobliżu Gwiazdy Polarnej, południowy w gwiazdo­zbiorze Krzyża Południa. Pozorny ruch sfery niebieskiej odbywa się w płaszczyznach prostopadłych do osi ziemskiej. Dlatego gdy obserwujemy gwiazdy z Bieguna Północnego, spostrzegamy, że Gwiazda Polarna jest nieruchoma, a pozostałe gwiazdy zataczają wokół niej współśrodkowe okręgi. Obserwując nocą niebo z niższej szerokości geograficznej, gwiazdy zmieniają swoją wysokość nad horyzontem, tj. wschodzą, górują i zachodzą, poza Gwiazdą Polarną (na półkuli północnej), która nie zmienia swego położenia. W ciągu dnia promieniowanie słoneczne powoduje, że inne gwiazdy stają się niewidoczne.

♦ biegunowe spłaszczenie Ziemi - spowodowane działaniem siły odśrodkowej powstającej w wyniku obrotu dookoła osi. Spłaszczenie Ziemi na biegunach wpływa na zróżnicowanie przyciągania ziemskiego, które rośnie wraz ze wzrostem szerokości geograficznej.

Dowodami na ruch wirowy Ziemi są:

odchylanie się ciał spadających swobodnie na powierzchnię Ziemi w kierunku wschodnim

spłaszczenie biegunowe Ziemi

-widomy (pozorny) ruch gwiazd na sferze niebieskiej - wszystkie gwiazdy poruszają się pozornie po współśrodkowych okręgach, których środkiem są bieguny niebieskie. Gdyby Ziemia się nie obracała to gwiazdy to musiałyby się poruszać z prędkościami wielokrotnie przekraczającymi prędkość światła, co jest niemożliwe. Jedynym wyjaśnieniem tego zjawiska jest więc ruch wirowy Ziemi.

-wahadło Foucault`a - francuski fizyk Bernard Foucault w roku 1851 zawiesił w paryskim Panteonie 67 metrowe wahadło, które mogło wykonywać swobodne ruchy we wszystkich płaszczyznach. Po wprawieniu wahadła w ruch okazało się, że płaszczyzna wahań zmienia się . Jedynym wyjaśnieniem tego zjawiska jest oddziaływanie sił związanych z ruchem wirowym Ziemi.

-Siła Coriolisa - polega na odchylaniu się ciał poruszających się swobodnie po powierzchni Ziemi (np.: cząsteczek wody lub powietrza) od nadanego im kierunku. na półkuli północnej ciała odchylają się w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Zjawisko to jest związane z różną prędkością liniową punktów położonych na różnych szerokościach geograficznych (punkty na równiku poruszają się z prędkością około 1667 km/h, im dalej od równika tym ta prędkość jest mniejsza).