А все-таки, она вертится? Появилось объяснение, почему вода не утекает с плоской Земли


«И всё-таки она вертится!» – в сотый раз воскликнул я и подпрыгнул на кровати, где папа читал мне, что называется, на сон грядущий. Мама подозрительно покосилась в нашу сторону, но ничего не сказала. А я был несказанно рад в который рад спасти, хотя бы ненадолго, отважного Галилея, которого жестокие инквизиторы буквально заставили наступить на горло собственным смелым исследованиями. Предлагаю сегодня вместе разобраться в таком, казалось бы, несложном на первый взгляд вопросе – вращении Земли.

Суточное вращение Земли

Если посмотреть на планету с Северного полюса, то можно заметить, что вращается она против часовой стрелки. Именно этот факт позволяет японцам там гордо именовать свою страну, носить изображение Солнца на флаге и всё такое. В среднем планета совершает полный оборот за 23 часа 56 минут 4 секунды (этот период называют звёздными сутками). Примерно за такое же время Земля совершает оборот относительно далёких, условно неподвижных звёзд. Скорость вращения вокруг своей оси составляется около 15° в час.

Вращение Земли вокруг оси (хотя, строго говоря, не только оно), привело к тому, что наша планета, увы, далека от формы прекрасного идеального шара и является геоидом, то есть, сплюснутым с полюсов эллипсоидом. Самыми удалёнными от центра земного эллипсоида считаются эквадорский вулкан Чимборасо и перуанская гора Уаскаран.

Что нас ждёт, если на Земле изменится продолжительность суток

Скорость вращения нашей планеты постепенно замедляется

Цунами высотой несколько километров, сокрушительные смерчи, ураганы, вулканы и землетрясения. Все это ждет нашу планету при незначительном изменении продолжительности суток. О сценариях возможного апокалипсиса – в материале EG.RU.

Почему Земля вращается?

Наша планета не всегда была круглой и ровной. На этапе своего формирования она напоминала снежок, который слепил ребенок. На ее поверхности было множество впадин и гор. Все эти неровности играли роль своего рода паруса для солнечного ветра. В результате за миллионы лет Земля начала вращаться вокруг своей оси с привычной нам скоростью.

Кстати, процесс замедления вращения планеты и увеличения продолжительности суток связан с тем, что эти факторы на Землю больше не действуют. Атмосфера и магнитное поле защищают земной шар от солнечного ветра и космической радиации, поэтому скорость вращения замедляется, но это торможение столь незначительно, что в рамках человеческой жизни незаметно.

В десять раз медленнее…

«Почему в сутках только 24 часа?», — часто слышим мы риторический вопрос от тех, кто ничего не успевает. А так ли плохо это? Что будет, если в сутках будет на 24, а 25 часов?

Сутки – период обращения Земли вокруг своей оси – очень важная константа. От которой зависит не только смена дня и ночи, но и жизнь на нашей планете. Изменение в продолжительности дня в один час жители Земли, скорее всего, не заметят. А вот если вращение планеты замедлится в десять раз, то нас ждет катастрофа библейского масштаба.

Скорость вращения Земли на экваторе составляет 1666 км/час. По мере приближения к полюсам скорость снижается из-за уменьшения радиуса планеты относительно оси ее вращения. Например, на широтах Москвы этот показатель составляет уже 1200 км/час. Как мы знаем из курса школьной физики, скорость вращения определяет величину центробежной силы, которая действует на все тела, расположенные на поверхности вращающегося тела, Земля исключением не является.

Оценить влияние центробежных сил может любой желающий при помощи обычных весов. Человек, весивший в Москве 50 килограммов, в Эквадоре будет весить примерно 49,5 килограммов. «Снижение веса» произойдет за счет центробежной силы, которая действует в противоположную от силы гравитации сторону и стремится выкинуть человека в открытый космос.

Итак, представим, что завтра Земля начала вращаться в десять раз медленнее. Сутки увеличились до 240 часов, а скорость вращения на планете упала до 150 км/час. Физик из NASA Стен Оденвальд утверждает, что такая остановка планеты способна убить все живое на ее поверхности. Все объекты по инерции полетят с запада на восток, как в резко затормозившем поезде пассажиры падают с полок. Скорость этого «полета» будет превышать 1000 километров в час. Для сложных форм жизни, к которым относится и человек, это верная смерть.

Вода в океанах также продолжит двигаться по инерции со скоростью 1500 км/час, это приведет к образованию гигантских цунами, которые обрушатся на опустевшие континенты. Немного позже взбунтуется и атмосфера. В ней произойдут те же явления, что и в мировом океане. Под действием инерции воздушные массы продолжат свое движение и будут образовывать неслыханные смерчи и ураганы. Инерционные процессы продолжатся и внутри планеты. Хаотичное движение жидкой магмы и ядра породят землетрясения и извержения вулканов.

Когда буйство стихий успокоится, облик планеты изменится до неузнаваемости. Вода океанов, которая сейчас распределяется благодаря центробежным силам, устремится к полюсам. На экваторе образуется единственный материк, который будет опоясывать планету. Европа, в том числе Россия, Австралия, Северная Америка, часть Южной Америки уйдут под воду. Впрочем, горевать по этому поводу будет уже некому.

Все сложные формы жизни погибнут. Выживут только простейшие организмы, которым придется пройти путь эволюции с самого начала, приспосабливаясь к новым условиям среды. Но восстановится ли жизнь на Земле после замедления ее вращения – большой вопрос.

Дело в том, что вращение планеты создает вокруг нее электромагнитное поле, которое защищает все живое от губительной космической радиации. С уменьшением скорости вращения эта защита ослабеет настолько, что радиоактивные частицы будут достигать поверхности.

… а теперь быстрее

Увеличение скорости вращения земли с точки зрения физики событие маловероятное, но все же мы рассмотрим, что произойдет с планетой, если ее скорость вращения увеличится в 10 раз.

В первую очередь изменится центробежная сила, на экваторе эта сила будет всего лишь в три раза меньше силы гравитации планеты. Соответственно вес всех тел на экваторе уменьшится более чем на 30 %. На самом деле планета не является твердым телом, физик Стен Оденвальд утверждает, что планеты больше похожи на жидкость. Поэтому под действием центробежной силы форма Земли значительно изменится.

Наша голубая планета растянется по экватору и приобретет форму эллипсоида, ее диаметр по экватору будет почти в 2,5 раза больше диаметра по полюсам. Кстати, именно этот эффект не позволит разогнаться планете более чем в 10 раз. Чем дальше масса находится от оси вращения, тем медленнее это вращение. Этот эффект видел каждый, кто когда-либо смотрел фигурное катание. Если фигурист прижимает руки к телу во время выполнения элементов вращения, то скорость увеличивается, и наоборот.

Тот же эффект будет и с Землей. Увеличение диаметра по экватору замедлит скорость вращения и не позволит разогнать планету более чем в 10 раз. Кстати, если бы этого эффекта не было и можно было бы раскрутить наш «шарик» в 17 раз быстрее, чем он вращается сейчас, то центробежная сила сравнялась бы с гравитационной, и на экваторе наступила бы невесомость. Но вернемся к миру, где сутки сократились в десять раз. Изменение формы Земли и снижение веса не единственные изменения. Из-за возросшей силы Кориолиса атмосфера Земли потеряет стабильность, ураганы будут бушевать постоянно. Большая часть воды скопиться на экваторе. В результате глубина океана в этом месте будет составлять 150-200 километров! То есть вся суша в экваториальном, тропическом и субтропическом поясах уйдет под воду. А вот на месте северных морей будет почва.

Но, несмотря на катастрофичность изменений, планета останется обитаемой. Как ни странно, пережить увеличение скорости вращения сложным формам жизни будет намного проще, чем замедление.

Остановка возможна

В качестве одного из возможных вариантов апокалипсиса ученые называют именно замедление вращения планеты вплоть до полной ее остановки. Причина в том, что Земля под действием приливных сил, которые возникают благодаря Луне, замедляется на 2 миллисекунды в год. Уже через 140 млн лет в сутках будет 25 часов. Хотя до полной остановки планеты человечество не доживет. Через 5 млрд лет Солнце превратится в красного гиганта и поглотит Землю.

Орбитальное вращение Земли

Путь движения Земли вокруг светила также не является проведённым циркулем кругом – это эллипс со средним расстоянием около 150 млн км. Скорость тоже не является постоянной (космос вообще не любит констант) и в афелии, 3 января, принимает значение 29 км/с, а в перигелии, 4 июля, возрастает до 30,2 км/с. Если плоскость эклиптики условно расположить горизонтально, то сразу станет понятно, в какую сторону движется Земля – тоже против часовой стрелки. Ну вот такая она противострелочная.: )

Напоследок хотелось бы привести небольшой список учёных, внесших посильных вклад (некоторые – ценой своей жизни) в «Дело о вращении Земли»:

  • Галилео Галилей;
  • Джордано Бруно;
  • Сет Карло Чандлер;
  • Юрий Гагарин;
  • экипаж Аполлона-17.

Почему мы не чувствуем, как вращается земля?

Когда-то, давным-давно считалось, что Земля стоит на месте, а вокруг нее движутся Солнце, Луна и звезды. С первого взгляда может показаться, что дело именно так и обстоит, потому что никто не чувствует, как вращается Земля.

Ведь если бы она двигалась, то наверняка ничто не смогло бы удержаться на поверхности Земли, а уж вода морей и океанов давно бы захлестнула сушу.

Сегодня мы твердо знаем, что Земля вращается. Во-первых, вокруг Солнца. Во-вторых, вокруг собственной оси. Не только мы передвигаемся вместе с Землей, вместе с нами движется и атмосфера. Потому-то и создается впечатление, что мы стоим на месте. Сила земного притяжения не позволяет водам океанов и морей выйти из своих берегов. Она же притягивает все предмегы к земной поверхности.

С явлениями, вызванными движением Земли, мы встречаемся каждый день, но просто не догадываемся, что это значит. Вращение Земли вызывает смену дня и ночи. Если бы Земля стояла на месте, то на стороне планеты, повернутой к Солнцу, всегда было бы светло и никогда не наступала ночь, а на другой, наоборот, никогда не наступало утро, и людям пришлось бы жить в полной темноте. Но Земля, вращаясь вокруг своей оси, подставляет небесному светилу то одну свою сторону, то другую. Смена дня и ночи происходит каждые 24 часа. Именно столько времени требуется Земле, чтобы сделать один оборот вокруг собственной оси.

Движение Земли вокруг Солнца нельзя непосредственно почувствовать, хотя это явление оказывает огромное воздействие на всю нашу жизнь. Вращение Земли вокруг Солнца — причина смены времен года, а наша жизнь во многом зависит от этого. Вспомни, как в течение года меняется мир вокруг. Земля совершает один виток вокруг Солнца за 365 1/4, дня, что, собственно, и называется годом. Годами мы измеряем историю Земли, продолжительность человеческой жизни.

Отклонение Земли от условной вертикальной оси на 23,5 градуса влияет на смену времен года. Каждый полюс Земли поочередно поворачивается к Солнцу. Поэтому-то Северное полушарие в течение шести месяцев согревается Солнцем, получая больше солнечного света и тепла, чем Южное. То, наоборот в Южном полушарии наступает лето, греет Солнце, излучая яркий, столь нужный для всего живого свет, а в Северном полушарии в это время из-за недостатка солнечного тепла сначала наступает осень, ее сменяет холодная снежная зима.
Смотрите также: Вращаются ли другие планеты солнечной системы?

Почему Земля крутится, а мы этого не замечаем?

Позвольте вас поздравить: в настоящее время вы крутитесь на скорости 1500 км/ч, даже не стараясь особо. Примерно с такой скоростью вращается Земля, совершая полный оборот. Почему же мы этого не ощущаем? На американских горках желудок грозит опустошить свое содержимое, а ведь это намного медленнее, чем 1500 км/ч. Вы не чувствуете, что вращаетесь на Земле по той же причине, по которой не ощущаете движения в поезде. Потому что Земля и поезд являются «системами отсчета» для физиков. Системы отсчета — это как точки зрения, перспектива. Человек, стоящий на поезде, имеет одну перспективу — одну систему отсчета — а человек на станции — другую.

Если вы стоите на платформе станции, вы определенно увидите неподвижную платформу и уходящий поезд. Но изнутри поезда вы будете чувствовать себя неподвижно, в то время как мир будет уезжать от вас. С любой точки зрения, вы будете в неподвижности. Из поезда можно наблюдать, как движется мир, на платформе можно наблюдать, как движется поезд.

То же самое справедливо для Земли и космоса, но в больших масштабах. Изнутри системы отсчета Земли, сказать, что вы вращаетесь, нельзя. Но если наблюдать Землю в системе отсчета космоса, можно разглядеть, что она не стоит на месте.

И как пассажиры, сидящие в поезде, мы даже не догадываемся, насколько быстро движемся — даже ветерок не колышет наши волосы. Воздух внутри поезда (и атмосфера, окружающая нашу планету) движутся с такой же скоростью, что и мы.

Существует одно важное различие между поездом и Землей. Когда поезд замедляется или ускоряется, мы можем ощутить возникающую силу на своем теле. Потому что есть простой закон физики: сила равна массе, умноженной на ускорение. Ваше тело — это масса, и когда ускорение равно нулю — когда поезд движется с постоянной скоростью — на тело не воздействует сила. Вы ее не чувствуете. Но когда поезд разгоняется или замедляется, сила есть. Если вы встанете не вовремя, вас просто собьет с ног.

Поскольку большинство поездов чаще меняют скорость, нежели движутся с постоянной, мы практически всегда можем определить, движемся мы или стоим на месте. Земля же не замедляется и не ускоряется. Но если бы ускорялась или замедлялась, мы бы это точно почувствовали, как и в поезде. К счастью, этого не происходит. И мы не чувствуем движения Земли. Но Солнце и Луна встают на востоке и садятся на западе именного из-за направления нашего вращения. Так люди догадались, что Земля не стоит на месте. И все-таки она вертится!

Какая скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца?

Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365,25 суток. Но с какой скорость она движется по своей орбите?

Если орбита нашей планеты была бы идеальной окружностью, то мы могли бы просто поделить ее длину на продолжительность одного года и так вычислить скорость Земли. Однако в реальности орбита Земли является эллипсом (это первый закон Кеплера), поэтому ее радиус различен в разных точках. Более того, второй закон Кеплера говорит о том, что скорость планеты на разных участках орбиты должна отличатся.

Наибольшую скорость Земля развивает тогда, когда она находится ближе всего к Солнцу. Эта точка орбиты называется перигелием, в ней Земля оказывается 3 января. Здесь скорость нашей планеты достигает 30,29 км/с.

При удалении от Солнца скорость Земли падает. В афелии, самой удаленной от светила точке земной орбиты (здесь Земля оказывается 4 июля), она достигает минимума, равного 29,29 км/с.

Общая протяженность земной орбиты оценивается в 940 млн км. Зная продолжительность года, можно рассчитать и среднюю скорость движения Земли, которая составляет 29,78 км/с.

Заметим, что орбита Земли не остается неизменной. В частности, ее эксцентриситет меняется с периодом 93 000 лет. Следствием этого являются циклические изменения климата, известные как ледниковые периоды. Также меняется наклон земной оси и положения перигелия. Все эти колебания известны в науке как циклы Миланковича. Причиной же отклонений земной орбиты от идеальной формы является гравитационное воздействие других планет Солнечной системы.

Иногда возникает вопрос – почему мы не ощущаем вращения Земли по орбите? Разве мы не должны ощущать сильнейшие потоки ветра, если двигаемся со скоростью 30 км/с? Дело в том, что атмосфера является частью Земли, и поэтому также вращается вокруг Солнца. Но какие силы удерживают атмосферу и заставляют ее вращаться вместе с Землей? Оказывается, дело в силе трения между поверхностью Земли и атмосферой. Именно за счет нее вращение от земной поверхности передается нижним слоям атмосферы, которые в свою очередь также за счет трения передают вращения верхним слоям.

Список использованных источников
• https://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/s-kakoj-skorostyu-zemlya-dvizhetsya-vokrug-solntsa • https://obrazovanie.guru/nauka/astronomiya/skorost-vrashheniya-zemli-vokrug-solntsa.html • https://ru.wikipedia.org/wiki/Орбита_Земли

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: