Главная » Вопросы » Школа » Астрономия

Как происходит движение планеты Земля вокруг Солнца?
Как происходит движение планеты Земля вокруг Солнца? (учитывая прецессию, флуктуационные явления, вращение Луны и т.д.)
Категория: Астрономия | Добавил: spring (14.03.2018)
Просмотров: 101 | Ответы: 2 | Рейтинг: 5.0/1
Ответов: 2
0 Kaif
14.03.2018 оставил(а) комментарий:
Движение Земли в пространстве очень сложно, и можно нарисовать разные траектории ее движения в зависимости от поставленной задачи. Чаще всего учитывать разные виды движения Земли приходится людям, занимающимся астрометрией. В учебниках по астрометрии можно познакомиться с различными движениями Земли более подробно. Перечислим основные движения Земли.

1. Движение вокруг оси. Все знают, что из-за этого движения происходит смена дня и ночи. Гораздо менее известно, что это движение неравномерно, и предсказывать характер неравномерности до сих пор люди не научились. (Из-за этой неравномерности в длительности суток вводится уравнение времени. Оно печатается в астрономических ежегодных календарях, но только по прошедшему году). Причиной неравномерности являются: перемещение воздушных масс в атмосфере, движение воды в реках, колебания температуры почвы, сезонные изменения растительного покрова Земли и т.д. В целом вращение Земли постепенно замедляется. Это впервые обнаружил Галлей в 1695 году, а спустя 60 лет Кант объяснил замедление вращения действием приливного трения. Вековое замедление вращения Земли, из-за действия приливов составляет 0,002 секунды за 100 лет.

2. Движение вокруг Солнца. Это тоже неравномерное движение. В начале января Земля на 5 млн. км ближе к Солнцу, чем в начале июля. Соответственно скорость Земли в январе больше, чем скорость движения вокруг Солнца в июле.

3. Прецессионное движение. Земная ось описывает в пространстве с течением времени конус, как ось вращающегося на полу детского волчка. Прецессия земной оси и связанное с ней движение земного шара объясняются тем, что Земля не является материальной точкой и не является однородной сферой. Она приплюснута с полюсов. Земная ось наклонена к плоскостям как лунной, так и земной орбиты. И Солнце, и Луна притягивают экваториальные выпуклости с разной силой, в результате на Землю действует вращающий момент. Период прецессии - 26000 лет. Из-за прецессии меняется положение полюса мира, находящегося сейчас вблизи Полярной звезды. В древних китайских летописях (2700 лет до н.э.) роль Полярной исполняла Альфа Дракона, в далеком будущем Полярной будет и Денеб (альфа Лебедя) и Вега (альфа Лиры). Но через 26000 лет Альфа Малой Медведицы уже не сможет называться Полярной из-за движения всей Солнечной системы в пространстсве.

4. Нутационное движение. Прецессионные силы Солнца и Луны все время меняют свою величину и направление. Они равны нулю, когда Солнце и Луна находятся в плоскости экватора Земли и достигают максимума при наибольшем удалении от него этих светил. Самое главное нутационное колебание земной оси имеет период в 18,6 года. Благодаря этому движению небесный полюс мира вычерчивает на фоне звездного неба эллипс, большой диаметр которого примерно 18 секунд дуги, а малый -14 секунд дуги. Фактически нутация и прецессия происходят одновременно, поэтому полюс мира странствует среди звезд по сложной извилистой кривой.

5. Во всех учебниках географии подчеркивается, что наклон оси Земли к плоскости ее орбиты всегда остается неизменным. Строго говоря, это не совсем точно. Земля, хоть и крайне медленно, но все же "покачивается", и наклон орбиты земной оси слегка меняется. Размах колебаний земной оси не превышает 1,5 градусов, а за год наклон оси в среднем изменяется не более, чем на 0,5 секунды.
0 Kaif
14.03.2018 оставил(а) комментарий:
6. Из-за неравномерного распределения масс в теле планеты происходит некоторое "покачивание" Земли относительно земной оси. Это приводит к изменению широты пунктов и движению полюса по поверхности Земли. Основными периодами таких колебаний являются 14-месячный период Чандлера и 12-месячный годовой период. Среднее отклонение широты в ту и другую стороны составляет 0,3 секунды.

7. Не остается неизменной и форма земной орбиты. Ее эллипс становится то более, то менее вытянутым.

8. Прямая, соединяющая афелий и перигелий называется линия апсид. Она медленно поворачивается. Из-за этого меняются сроки прохождения Земли через перигелий. Сейчас это 3 января. 40 веков назад это было 21 сентября.

9. Центр масс системы Земля-Луна находится на расстоянии 4664 км от центра Земли. Поэтому центр Земли то слегка приближается к Солнцу, то удаляется от него. Из-за этого слегка изменяются видимые размеры Солнца.

10. Эволюция вращающейся системы Земля-Луна такова, что в настоящее время Луна медленно удаляется от Земли. Следовательно центр масс системы приближается к поверхности Земли. Это приводит к вековому росту изменений видимых размеров Солнца.

11. Законы Кеплера справедливы для двух тел, которые вращаются вокруг общего центра масс. В Солнечной системе тел много, все они движутся с разными скоростями, и поэтому центр Солнца вынужден двигаться по очень сложной кривой. Ясно, что изменение положения центра Солнца скажется на движении Земли.

12. Земля также реагирует на притяжение других планет. Их общее воздействие отклоняет Землю от эллиптического движения, вызывая возмущение планетной орбиты.

13. Солнце имеет свое собственное движение. Оно движется в направлении созвездия Геркулеса (точка апекса) со скоростью около 20 км/сек. Земля вместе с Солнцем тоже в этом движении участвует.

14. Вместе с Солнцем звезда участвует во вращательном движении вокруг центра Нашей Галактики.

15. Вместе с Галактикой она движется относительно местной группы галактик.

Перечисленные выше движения Земли вовсе не исчерпывают всех ее движений, хотя бы потому, что местная группа галактик тоже движется. Список можно продолжить. Какие движения в каком случае учитываются зависит от поставленной задачи. Если стоит задача рассчитать траекторию ИСЗ или межпланетной ракеты, можно не учитывать движение Земли вместе с Солнцем. Наоборот, если необходимо выяснить, как в пространстве движется какая-либо звезда, то не учитывать этого движения нельзя.
avatar