Лабораторна робота № 7 Осьове обертання Землі.

Земля здійснює кілька видів рухів. Найголовнішими з них є обертання навколо своєї осі та навколо Сонця. Навколо осі Земля обертається з заходу на схід проти годинникової стрілки, якщо ди­витися з Північного полюсу за 23 год 56 хв 4 с. Цей проміжок часу називається зоряною добою.

Осьове обертання характеризують кутовою та лінійною швид­кістю. Кутова швидкість (ω)для всіх точок земної кулі однакова і дорівнює куту повороту тіла за одиницю часу. її визначають в граду­сах або радіанах : ω = 360 / t

Лінійна швидкість (V) - це швидкість, з якою тіло рухається по колу. На екваторі вона найбільша:

V _о = ω ·Re = 465 м/с,

де ω - кутова швидкість; Re - екваторіальний радіус Землі (6378245 м). Для інших географічних широт лінійна швидкість (Vφ) обчислюється за формулою:

Vφ= V _о · cos φ = 465 м/с · cos φ

На полюсі Vφ= 0 м/с. Розрізняють логічні і прямі докази осьового обертання.

Логічні: 1. Якщо всі планети обертаються навколо своєї осі, то й Земля як планета також обертається навколо своєї осі.

2. Земля обертається навколо своєї осі, а не зорі навколо Землі, бо неможливо уявити швидкість руху по колу тих зір, які знаходяться від Землі на відстані мільярдів світлових років.

Прямі: 1. Дослід з маятником Фуко, Кут видимого повороту площини коливання маятника відносно земної поверхні визначають за формулою:

А= 15° · sin φ

де А - кут видимого повороту за 1 годину; φ - географічна широта. А - зростає від екватора до полюсів від 0° до 15°.

2. Відхилення тіл, що падають, на схід зумовлено збільшен­ням лінійної швидкості з висотою. її розраховують за формулою:

d = 0,022 h √ h· cos φ, де d – величина відхилення, мм; h– висота падіння тіла. Найбільше відхилення на екваторі, найменше - на полюсах.

3. Форма Землі. Еліпсоїдальної форми Земля набула під дією відцентрової сили, яка виникла під час обертання Землі навколо своєї осі.

4. Сучасні космічні дослідження

Географічні наслідки осьового обертання Землі: зміна дня і ночі, добова ритміка в географічній оболонці, припливи та припливне тертя, відхилення тіл, що рухаються горизонтально над поверхнею Землі (сила Коріоліса), можливість побудови координатної сітки, можливість розрахунку часу

Сила Коріоліса. За законами інерції всяке тіло, що рухається в просторі, зберігає свій попередній напрям і швидкість руху відносно світового простору. Якщо тіло рухається відносно земної поверхні, спостерігачу здається, що воно відхиляється. Насправді тіло продов­жує свій політ у заданому напрямі, то під ним обертається земна поверхня. Так виникає відхиляюча сила обертання Землі, або сила Коріоліса. Вона завжди перпендикулярна до руху тіла і спрямована в Північній півкулі праворуч, у Південній - ліворуч, збільшуючись від екватора до полюсів.Сила Коріоліса проявляється у підмиванні правих берегів річок Північної півкулі, у по­вітряних і водних вихорах різної величини. Враховується в метео­рології та балістиці при розрахунках польотів снарядів та ракет.

F =2m ωV sin φ

де F- сила Коріоліса, m-маса тіла, ω-кутова швидкість, V-лінійна швидкість тіла, sin φ-широта