MIȘCAREA TRANSLAȚIONALĂ A PĂMÂNTULUI: CARACTERISTICI, CONSECINȚE - FIZIC - 2025

Mișcarea de translație a Pământului este deplasarea pe care planeta o face în jurul Soarelui. Alături de mișcarea de rotație în jurul propriei axe, este una dintre cele două mișcări principale pe care le realizează în spațiu. Este periodică, deoarece în puțin mai mult de un an Pământul finalizează o orbită.

Mișcările Pământului afectează viața de zi cu zi a tuturor ființelor vii care îl locuiesc. Aceste mișcări au fost întotdeauna motive de discuție și dezbatere între ființele umane, au influențat gândirea științifică a fiecărei civilizații care a existat.

Figura 1. Mișcarea traducerii terestre dă naștere la modificări sezoniere. Sursa: Public Domain Pictures.

Mari oameni de știință și astronomi precum Nicholas Copernicus, Fiolaus din Crotona, Hipparchus din Nicaea, James Bradly Johannes Kepler, Isaac Newton au fost interesați în timpul cercetărilor lor în mișcările Pământului, inclusiv în traducere.

caracteristici

Printre cele mai importante caracteristici ale mișcării translaționale se numără:

- Orbita descrisă de Pământ este eliptică și cu Soarele într-unul dintre focuri, așa cum este determinat de legile lui Kepler ale mișcării planetare. Un observator la polul nord ar spune că o face în sensul acelor de ceasornic (stânga).

- Lungimea totală a orbitei eliptice este de aproximativ 930 milioane de kilometri.

- Excentricitatea acestei elipse este atât de mică (a fost calculată la 0.017), încât orbita Pământului poate fi aproximată destul de bine ca o circumferință a cărei rază aproximativă este de aproximativ 150 x 10 ⁶ km. Dacă orbita este desenată cu exactitate, ea nu poate fi deosebită vizual de o circumferință. De fapt, axa semi-minoră a orbitei este de aproximativ 99,98% din lungimea axei semi-majore.

- Pământul urmărește această cale cu o viteză de aproximativ 30 km / s pe un plan numit ecliptic, a cărui perpendiculară, la trecerea prin centrul Pământului, definește poli ai eclipticii. Axa de rotație a Pământului este înclinată față de această linie de aproximativ 23,5 °, expunând mai mult emisfera nordică la razele solare în lunile de vară și invers în timpul iernii.

Origine

Cauza pe care Pământul descrie o orbită eliptică în jurul regelui stele este în atracția gravitațională pe care aceasta o exercită asupra acesteia și în natura acestei forțe, care depinde de inversul pătratului distanței 1 / r ² .

Spre sfârșitul secolului al XVI-lea, astronomul german Johannes Kepler (1571-1630) a descoperit că traiectoriile reale ale planetelor în jurul Soarelui erau eliptice. Iar acest fapt i-a oferit ulterior lui Isaac Newton baza pentru stabilirea legii universale a gravitației.

O elipsă este locusul punctelor la care suma distanțelor până la două puncte numite focare este constantă. Pe orbita Pământului Soarele se află într-unul dintre focare.

Cu cât este mai aplatizată o elipsă, cu atât sunt mai diferite axa semi-majoră și axa semi-minoră. Excentricitatea elipsei este parametrul care măsoară această caracteristică. Dacă este 0, care este cea mai mică valoare posibilă, este un cerc.

Chiar având o mică excentricitate, Pământul trece în luna ianuarie printr-un punct în care este cel mai aproape de Soare, numit perihelion, la 147,1 milioane de kilometri de Soare. Și afelia este cea mai îndepărtată, apare în iulie și măsoară 152,6 milioane km.

Perioada mișcării translaționale a Pământului

Legile lui Kepler pentru mișcarea planetară au fost stabilite empiric din nenumărate măsurători. Ei stabilesc că:

- Orbitele planetare sunt eliptice

- Zona măturată de vectorul radius într-un anumit interval de timp este aceeași pe toată durata mișcării.

- Pătratul perioadei (T ² ) este proporțional cu cubul distanței medii între planetă și Soare (r ³ ), fiind C constanta proporționalității, aceeași pentru orice planetă:

Valoarea lui C poate fi calculată folosind datele deja cunoscute pentru Pământ, iar unitățile sale din Sistemul Internațional sunt s ² / m ³ .

Consecințe

Mișcările Pământului sunt strâns legate de măsurarea timpului și a schimbărilor sezoniere ale climatului, în care temperatura și orele de lumină și întuneric variază. Atât factorii, cât și periodicitatea lor au condus la activitățile umane guvernate de perioade stabilite în calendare.

Mișcarea de translație definește durata anului, în care sezoanele se succed și stelele pe cer se schimbă. În timpul verii, cele care sunt vizibile noaptea, „crescând” în est și „setând” în vest dimineața, fac opusul pe timp de iarnă.

De asemenea, climatul suferă modificări în funcție de timpul de expunere a suprafeței pământului la razele solare. Stațiile reprezintă efectul combinat al mișcării translaționale terestre și înclinarea axei de rotație în raport cu planul orbital.

Calendarul

Pământul realizează o revoluție completă în jurul Soarelui în 365 de zile, 5 ore, 48 minute și 45,6 secunde. Aceasta presupunând că Soarele este luat ca referință, care va fi considerat fix.

Aceasta este definiția „anului solar” sau „an tropical”, perioada dintre două echinocțiuni vernale consecutive. Echinoxii sunt perioade ale anului când ziua și noaptea au aceeași lungime oriunde pe planetă. Ele apar pe 22 martie și 22 septembrie.

Întrucât acest timp depășește 365 de zile, dar este necesar să se mențină solstiții și echinoxii în jurul acelorași zile ale anului și că are un număr întreg de zile, este introdus conceptul de „an biseric”.

În fiecare an se adaugă aproximativ 6 ore, astfel încât după 4 ani s-au acumulat 24 de ore sau o zi întreagă: un an de 366 de zile sau un salt. Ziua suplimentară este alocată lunii februarie.

Pe de altă parte, „anul astronomic” este măsurat de timpul necesar Pământului pentru a trece succesiv de două ori prin același punct. Însă anul acesta nu este cel care definește calendarul.

Anotimpuri și diviziuni zonale de teren

Mișcarea translațională a pământului, la care se adaugă înclinarea axei de rotație în raport cu poli ai eclipticii (oblicitatea elipticii), face ca planeta să se îndepărteze de sau mai aproape de soare și să varieze expunerea la razele solare, dând naștere la la anotimpurile anului: echinoxii și solstițiile.

Intensitatea și durata modificărilor sezoniere variază în funcție de locul de pe Pământ. În acest fel sunt definite următoarele diviziuni zonale:

- Ecuatorul

- Tropicele

- Zona temperată

- Cercurile polare.

- Polii

La ecuator razele Soarelui au verticalitate maximă, iar zilele și nopțile au aceeași durată pe tot parcursul anului. În aceste puncte, variațiile climatului depind de înălțimea deasupra nivelului mării.

Pe măsură ce se îndreaptă spre poli, incidența razelor solare este din ce în ce mai oblică, dând naștere la schimbări de temperatură, precum și la inegalitatea dintre durata zilei și a nopților.

solstices

Solstițiile sunt de două ori ale anului care apar atunci când Soarele atinge cea mai înaltă sau cea mai mică înălțime aparentă a cerului, iar lungimea zilei sau a nopții este maximul anului (solstițiul de vară, respectiv de iarnă).

În emisfera nordică au loc în perioada 20-23 iunie vara și 21-22 decembrie iarna. În primul caz, soarele se află la înălțimea maximă la prânz pe linia imaginară cunoscută sub numele de Tropicul Cancerului (cea mai lungă zi a anului), iar în al doilea înălțimea sa este minimă.

Figura 2. Schema Pământului în timpul solstițiului de vară. Razele soarelui iluminează polul nord, în timp ce polul sud rămâne întunecat. Sursa: Wikimedia Commons.

Datele au unele mici variații datorate unei alte mișcări de pământ: precesiunea.

În acest moment, razele soarelui se lovesc cu mai multă intensitate în emisfera nordică (vara) și, dimpotrivă, în emisfera sudică (iarna). La rândul său, Soarele este întotdeauna vizibil la polul nord, în timp ce polul sud nu este iluminat, așa cum se vede în figură.

Pentru emisfera sudică situația este inversată: pentru 20-21 decembrie, soarele este în punctul cel mai înalt la prânz peste Tropicul Capricornului, fiind solstițiul de vară pentru a da loc sezonului cald. Iar pentru 20-21 iunie este la minimum și este solstițiul de iarnă (cea mai lungă noapte a anului).

În timpul solstițiului de iarnă, polul nord rămâne întunecat, în timp ce la polul sud este vara, iar lumina zilei este permanentă.

Figura 3. În timpul solstițiului de iarnă din emisfera nordică, razele soarelui iluminează Antarctica. Sursa: Wikimedia Commons.

Equinox

În timpul echinocțiilor, Soarele atinge zenitul sau cel mai înalt punct perpendicular pe ecuator, prin urmare radiația solară cade cu aceeași înclinare în ambele emisfere.

Momentele în care se întâmplă acestea sunt 21-22 martie: echinocțiul de primăvară pentru emisfera nordică și echinocțiul de toamnă pentru emisfera sudică și 22-23 septembrie invers: toamna pentru nord și primăvara pentru sud.

Figura 4. În timpul echinocțiului, zilele și nopțile au aceeași durată. Sursa: Wikimedia Commons.

În timpul echinocțiilor Soarele răsare în est și apune în vest. În figură se observă că iluminarea este distribuită uniform în ambele emisfere.

Durata celor patru sezoane este aproximativ aceeași în zile, în medie aproximativ 90 de zile cu ușoare variații.

Referințe

1. Aguilar, A. 2004. Geografie generală. 2a. Ediție. Sala Prentice. 35-38.
2. Cât de repede se mișcă Pământul? Recuperat de la: scientificamerican.com
3. Oster, L. (1984). Astronomie modernă. Editorial Reverte. 37-52.
4. Tipler, P. Fizică pentru știință și inginerie. Volumul 1. 5. Ediție. 314-316.
5. Toussaint, D. Trei mișcări ale Pământului. Recuperat de la: eso.org.