תנועת translational של כדור ארץ היא העקירה שהכוכב עושה סביב השמש יחד עם התנועה הסיבובית סביב צייר, הוא אחד משתי התנועות העיקריות שהיא מבצעת בחלל. זה תקופתי, שכן בעוד מעט יותר משנה כדור הארץ משלים מסלול.
תנועות כדור הארץ משפיעות על חיי היומיום של כל היצורים החיים המאכלסים אותו. תנועות אלה היו מאז ומעולם סיבות לדיון ודיון בקרב בני אדם, והשפיעו על המחשבה המדעית של כל תרבות שהתקיימה.
תרשים 1. תנועת התרגום הארצי מולידה שינויים עונתיים. מקור: תמונות ברשות הרבים.
מדענים ואסטרונומים גדולים כמו ניקולאס קופרניקוס, פיולוס מקרוטונה, היפארכוס של ניקאה, ג'יימס בראדלי יוהנס קפלר, אייזק ניוטון התעניינו במהלך מחקרם בתנועות כדור הארץ, כולל תרגום.
מאפיינים
בין המאפיינים החשובים ביותר של התנועה התרגומית הם:
- המסלול שתואר על ידי כדור הארץ הוא אליפטי ועם השמש באחד המוקדים, כפי שנקבע על ידי חוקי התנועה הפלנטרית של קפלר. צופה בקוטב הצפוני היה אומר שהוא עושה זאת נגד כיוון השעון (שמאלי).
- האורך הכולל של המסלול האליפטי הוא כ 930 מיליון ק"מ.
- האקסצנטריות של אליפסה זו קטנה כל כך (היא חושבה ב- 0.017), שניתן לקרב את מסלול כדור הארץ בצורה די טובה כמו היקף שרדיוסו המשוער הוא כ 150 x 10 6 ק"מ. אם המסלול נמשך במדויק, לא ניתן להבחין בו חזותית מהיקף. למעשה, הציר החצי מינורי של המסלול הוא כ 99.98% מאורך הציר למחצה העיקרי.
- כדור הארץ עוקב אחר נתיב זה בקצב של כ- 30 קמ"ש במטוס המכונה האקליפטי, אשר הניצב כאשר הוא עובר במרכז כדור הארץ מגדיר את קטבי האקליפט. ציר הסיבוב של כדור הארץ נוטה ביחס לקו זה בערך 23.5 מעלות, וחושף את חצי הכדור הצפוני יותר לקרני השמש בחודשי הקיץ ולהיפך במהלך החורף.
מָקוֹר
הגורם לכך שכדור הארץ מתאר מסלול אליפטי סביב מלך הכוכבים הוא במשיכה הכבדית שמפעילה עליו ובאופי כוח זה, התלוי בהיפוך של ריבוע המרחק 1 / r 2 .
לקראת סוף המאה ה -16 גילה האסטרונום הגרמני יוהנס קפלר (1571–1630) כי מסלולי הכוכבים סביב השמש היו אליפטיים. ועובדה זו בהמשך סיפקה לאיזק ניוטון את הבסיס לקביעת חוק הכבידה האוניברסאלי.
אליפסה היא לוקוס של נקודות בהן סכום המרחקים לשתי נקודות הנקראות מוקדים קבוע. במסלול כדור הארץ השמש נמצאת באחד המוקדים.
ככל שאליפסה מושטחת יותר, כך ציר המחצית העיקרית וציר חצי מינורי שונים יותר. האקסצנטריות של האליפסה היא הפרמטר המודד מאפיין זה. אם זה 0, שזה הערך הקטן ביותר האפשרי, זה מעגל.
גם אם יש לו אקסצנטריות קטנה, כדור הארץ עובר במהלך חודש ינואר דרך נקודה בה הוא הכי קרוב לשמש, המכונה perihelion, 147.1 מיליון ק"מ מהשמש. האפיליון הוא הרחוק ביותר. הוא מתרחש ביולי ומודד 152.6 מיליון קמ.
תקופת תנועת התרגום של כדור הארץ
חוקי קפלר לתנועה פלנטרית נקבעו אמפירית מאינספור מדידות. הם קובעים כי:
- מסלול פלנטרי הוא אליפטי
- האזור שנסחף על ידי וקטור הרדיוס בפרק זמן מסוים זהה לאורך התנועה.
- ריבוע התקופה (T 2 ) פרופורציונלי לקוביה של המרחק הממוצע בין כוכב הלכת לשמש (r 3 ), בהיותה C קבועה של מידתיות, זהה לכל כוכב לכת:
ניתן לחשב את ערך C באמצעות הנתונים הידועים שכבר על כדור הארץ ויחידותיו במערכת הבינלאומית הן 2 / m 3 .
השלכות
תנועות כדור הארץ קשורות קשר הדוק למדידת הזמן והשינויים העונתיים באקלים, בהם הטמפרטורה ושעות האור והחושך משתנים. שני הגורמים והתקופתיות שלהם הובילו לכך שפעילות אנושית נשלטת על ידי זמנים שנקבעו בלוחות השנה.
התנועה התרגומית מגדירה את אורך השנה, שבמהלכו העונות עוקבות אחת אחרי השנייה והכוכבים בשמיים משתנים. במהלך הקיץ, אלה הנראים בלילה, "עולה" במזרח ו"התפאורה "במערב בבוקר, עושים את ההפך במהלך החורף.
באופן דומה, האקלים עובר שינויים בהתאם לזמן החשיפה של פני כדור הארץ לקרני השמש. התחנות הן האפקט המשולב של תנועת התרגום של כדור הארץ ונטיית ציר הסיבוב ביחס למישור המסלול.
היומן
כדור הארץ משלים מהפכה שלמה סביב השמש תוך 365 יום, 5 שעות, 48 דקות ו 45.6 שניות. זאת בהנחה שהשמש נלקחת כהפניה, שתיחשב כקבועה.
זוהי ההגדרה של "שנה סולארית" או "שנה טרופית", הזמן שבין שני שוויוני אקווה רצופים. שווי השוויון הם זמנים בשנה שבהם יום ולילה באורך זהה בכל מקום אחר על פני כדור הארץ. הם מתרחשים ב 22 במרץ וב 22 בספטמבר.
מכיוון שהזמן הזה עולה על 365 יום, אך יש צורך לשמור על סוליסטולים ושווי שוויון סביב אותם הימים של השנה ושיש לה מספר שלם של ימים, מוצג המושג "שנה מעוברת".
בכל שנה מתווספות כ 6 שעות נוספות, כך שאחרי 4 שנים הצטברו 24 שעות או יום שלם: שנה של 366 יום או קפיצת מדרגה. היום הנוסף מוקצה לחודש פברואר.
מצד שני, "השנה האסטרונומית" נמדדת לפי הזמן שלוקח לכדור הארץ לעבור ברציפות פעמיים באותה נקודה. אבל השנה היא לא זו שמגדירה את לוח השנה.
עונות וחטיבות אזוריות
תנועת התרגום של כדור הארץ, בתוספת הנטייה של ציר הסיבוב ביחס לקטבים של האקליפטי (נטייה של האליפטי), גורמת לכוכב הלכת להתרחק מהשמש או קרוב יותר, ולגוון את החשיפה לקרני השמש, ומולידה לעונות השנה: שיווי המשקל וסולסטייס.
עוצמת ומשך השינויים העונתיים משתנים בהתאם לאיפה בכדור הארץ. באופן זה מוגדרות החטיבות האזוריות הבאות:
- קו המשווה
- הטרופיים
- האזור הממוזג
- מעגלי הקוטב.
- הסקרים
בקו המשווה לקרני השמש יש אנכיות מקסימאלית ולימים ולילות זהה לאורך כל השנה. בנקודות אלה, הווריאציות באקלים תלויות בגובה מעל פני הים.
כאשר היא מתקדמת לעבר הקטבים, שכיחות קרני השמש הולכת וגוברת, מה שמוביל לשינויים בטמפרטורה, כמו גם לחוסר השוויון בין אורך הימים והלילות.
סוללות
הסולנים הם פעמיים בשנה המתרחשים כאשר השמש מגיעה לגובהה הגבוה ביותר או הנמוך ביותר לכאורה בשמיים, ואורך היום או הלילה הוא המקסימום בשנה (פתרונות הקיץ והחורף בהתאמה).
בחצי הכדור הצפוני הם מתרחשים ב 20-23 ביוני בקיץ ו 21-22 בדצמבר בחורף. במקרה הראשון, השמש נמצאת בגובהה המרבי בצהריים בקו הדמיוני המכונה טרופיק הסרטן (היום הארוך בשנה) ובשנייה גובהו מינימלי.
איור 2. תרשים של כדור הארץ במהלך היפוך הקיץ. קרני השמש מאירות את הקוטב הצפוני ואילו הקוטב הדרומי נותר אפל. מקור: Wikimedia Commons.
לתאריכים יש כמה וריאציות קטנות כתוצאה מתנועת אדמה אחרת: הכניסה.
בשלב זה קרני השמש פוגעות בעוצמה רבה יותר בחצי הכדור הצפוני (קיץ) ולהיפך בחצי הכדור הדרומי (חורף). השמש מצידה תמיד נראית בקוטב הצפוני, ואילו הקוטב הדרומי אינו מואר, כפי שניתן לראות בתמונה.
עבור חצי הכדור הדרומי המצב הפוך: לשנים 20-21 בדצמבר, השמש נמצאת בנקודה הגבוהה ביותר בצהריים מעל טרופי גדי, בהיותה פיצול הקיץ שמפנה את מקומו לעונה החמה. ולגבי 20-21 ביוני הוא במינימום וזהו היפום החורף (הלילה הארוך ביותר בשנה).
במהלך היפוך החורף קוטב הצפון נותר חשוך ואילו בקוטב הדרומי הוא קיץ ואור יום הוא קבוע.
איור 3. באור השמש החורפי בחצי הכדור הצפוני קרני השמש מאירות את אנטארקטיקה. מקור: Wikimedia Commons.
אקווינוקס
במהלך שוויון השוויון, השמש מגיעה לזווית או לנקודה הגבוהה ביותר הניצב לקו המשווה, ולכן קרינת השמש נופלת באותה נטייה בשתי ההמיספרות.
הזמנים שבהם זה מתרחש הם 21 - 22 במרץ: שוויון האביב לחצי הכדור הצפוני והסתיו לחצי הכדור הדרומי ו 22-23 בספטמבר להפך: סתיו לצפון והאביב לדרום.
איור 4. באיזור השוויון הימים והלילות בעלי משך זהה. מקור: Wikimedia Commons.
במהלך שיווי המשקל השמש עולה במזרח ושוקעת במערב. באיור נצפה כי התאורה מופצת באופן אחיד בשתי ההמיספרות.
משך ארבע העונות זהה בערך בימים, בממוצע כ 90 יום עם שונות קלה.
הפניות
- Aguilar, A. 2004. גאוגרפיה כללית. 2. מַהֲדוּרָה. אולם פרנטיס. 35-38.
- כמה מהר כדור הארץ זז? התאושש מ: scientamerican.com
- אוסטר, ל. (1984). אסטרונומיה מודרנית. Reverte העריכה. 37-52.
- טיפלר, פ. פיסיקה למדע והנדסה. כרך 1. חמישי. מַהֲדוּרָה. 314-316.
- טוסיינט, ד. שלוש התנועות של כדור הארץ. התאושש מ: eso.org.