Maa on pidevas liikumises, pöörleb ümber Päikese ja ümber oma telje. See liikumine ja Maa telje pidev kaldenurk (23,5°) määravad ära paljud mõjud, mida me tavanähtustena jälgime: öö ja päev (Maa pöörlemise tõttu ümber oma telje), aastaaegade vaheldumine (tingituna Maa telje kalle) ja erinev kliima erinevates piirkondades. Gloobusi saab pöörata ja nende telg on kallutatud nagu Maa telg (23,5°), seega saab maakera abil üsna täpselt jälgida Maa liikumist ümber oma telje ning Maa-Päikese süsteemi abil suudab jälgida Maa liikumist ümber Päikese.

Maa pöörlemine ümber oma telje

Maa pöörleb ümber oma telje läänest itta (põhjapooluse poolt vaadates vastupäeva). Maal kulub ühe täispöörde sooritamiseks ümber oma telje 23 tundi, 56 minutit ja 4,09 sekundit. Päev ja öö on põhjustatud Maa pöörlemisest. Maa pöörlemise nurkkiirus ümber oma telje ehk nurk, mille kaudu mõni Maa pinna punkt pöörleb, on sama. Ühe tunniga on 15 kraadi sooja. Kuid lineaarne pöörlemiskiirus kõikjal ekvaatoril on ligikaudu 1669 kilomeetrit tunnis (464 m/s), vähenedes poolustel nullini. Näiteks pöörlemiskiirus 30° laiuskraadil on 1445 km/h (400 m/s).
Me ei märka Maa pöörlemist sel lihtsal põhjusel, et paralleelselt ja samaaegselt meiega liiguvad kõik meid ümbritsevad objektid ühesuguse kiirusega ning meie ümber puuduvad objektide “suhtelised” liikumised. Kui laev liigub näiteks ühtlaselt, ilma kiirenduse ja pidurdamiseta läbi mere tuulevaikse ilmaga ilma veepinnal lainetuseta, siis me ei tunne üldse, kuidas selline laev liigub, kui oleme kajutis ilma illuminaator, kuna kõik salongis olevad esemed liiguvad paralleelselt meie ja laevaga.

Maa liikumine ümber Päikese

Kuigi Maa pöörleb ümber oma telje, pöörleb see põhjapooluse poolt vaadatuna ka ümber Päikese läänest itta vastupäeva. Ühe täispöörde ümber Päikese sooritamiseks kulub Maal üks sideeraasta (umbes 365,2564 päeva). Maa teekonda ümber Päikese nimetatakse Maa orbiidiks ja see orbiit ei ole täiesti ümmargune. Keskmine kaugus Maast Päikeseni on ligikaudu 150 miljonit kilomeetrit ja see kaugus varieerub kuni 5 miljoni kilomeetrini, moodustades väikese ovaalse orbiidi (ellipsi). Päikesele kõige lähemal asuvat punkti Maa orbiidil nimetatakse Perihelioniks. Maa möödub sellest punktist jaanuari alguses. Päikesest kõige kaugemal asuvat Maa orbiidi punkti nimetatakse Aphelioniks. Maa möödub sellest punktist juuli alguses.
Kuna meie Maa liigub ümber Päikese mööda elliptilist rada, muutub kiirus piki orbiidi. Juulis on kiirus minimaalne (29,27 km/sek) ja pärast afeeli läbimist (animatsioonis ülemine punane täpp) hakkab kiirenema ning jaanuaris on kiirus maksimaalne (30,27 km/sek) ja hakkab pärast möödumist aeglustuma. periheel (alumine punane täpp).
Samal ajal kui Maa teeb ühe tiiru ümber Päikese, läbib ta 365 päeva, 6 tunni, 9 minuti ja 9,5 sekundiga 942 miljoni kilomeetriga vahemaa, see tähendab, et me kihutame koos Maaga ümber Päikese keskmise kiirusega 30 km sekundis (ehk 107 460 km tunnis) ja samal ajal pöörleb Maa ümber oma telje kord 24 tunni jooksul (365 korda aastas).
Tegelikult, kui arvestada Maa liikumist hoolikamalt, on see palju keerulisem, kuna Maad mõjutavad mitmesugused tegurid: Kuu pöörlemine ümber Maa, teiste planeetide ja tähtede ligitõmbamine.

Meie planeet on pidevas liikumises, pöörleb ümber Päikese ja oma telje. Maa telg on mõtteline joon, mis on tõmmatud põhjast lõunapoolusele (need jäävad pöörlemise ajal liikumatuks) Maa tasapinna suhtes 66 0 33 ꞌ nurga all. Inimesed ei oska pöördemomenti märgata, sest kõik objektid liiguvad paralleelselt, nende kiirus on sama. See näeks välja täpselt samasugune, nagu sõidaksime laeval ega märkaks sellel olevate esemete ja esemete liikumist.

Täispööre ümber telje sooritatakse ühe sidereaalse päeva jooksul, mis koosneb 23 tunnist 56 minutist ja 4 sekundist. Sel perioodil pöördub esmalt üks või teine ​​pool planeeti Päikese poole, saades sealt erineval hulgal soojust ja valgust. Lisaks mõjutab Maa pöörlemine ümber oma telje selle kuju (lamedad poolused on planeedi ümber oma telje pöörlemise tulemus) ja kõrvalekallet kehade horisontaaltasandil liikumisel (lõunapoolkera jõed, hoovused ja tuuled kalduvad kõrvale vasakul, põhjapoolkeral paremal).

Lineaarne ja nurkne pöörlemiskiirus

(Maa pöörlemine)

Maa lineaarne pöörlemiskiirus ümber oma telje on ekvaatorivööndis 465 m/s ehk 1674 km/h, sellest eemaldudes kiirus tasapisi aeglustub, põhja- ja lõunapoolusel on see null. Näiteks ekvaatorilinna Quito (Ecuadori pealinn Lõuna-Ameerikas) kodanikel on pöörlemiskiirus täpselt 465 m/s ja ekvaatorist põhja pool 55. paralleelil elavatel moskvalastel 260 m/s. (peaaegu poole vähem) .

Igal aastal väheneb pöörlemiskiirus ümber telje 4 millisekundit, mis on tingitud Kuu mõjust mere ja ookeani loodete tugevusele. Kuu gravitatsioon "tõmbab" vett Maa aksiaalsele pöörlemisele vastupidises suunas, tekitades kerge hõõrdejõu, mis aeglustab pöörlemiskiirust 4 millisekundi võrra. Nurkpöörde kiirus jääb kõikjal samaks, selle väärtus on 15 kraadi tunnis.

Miks päev annab teed ööle?

(Öö ja päeva muutus)

Maa täielikuks pöördeks ümber oma telje on aega üks sideerpäev (23 tundi 56 minutit 4 sekundit), sel perioodil on esimesena päeva "jõus" Päikese poolt valgustatud pool, varjupool on öö kontrolli all ja siis vastupidi.

Kui Maa pöörleks teisiti ja selle üks külg oleks pidevalt Päikese poole pööratud, siis oleks kõrge temperatuur (kuni 100 kraadi Celsiuse järgi) ja kogu vesi aurustuks, teisel pool, vastupidi, möllaks pakane. ja vesi oleks paksu jääkihi all. Nii esimene kui ka teine ​​tingimus oleksid elu arenguks ja inimliigi eksisteerimiseks vastuvõetamatud.

Miks aastaajad muutuvad?

(Aastaaegade vaheldumine Maal)

Tänu sellele, et telg on maapinna suhtes teatud nurga all kallutatud, saavad selle osad erinevatel aegadel erineval hulgal soojust ja valgust, mis põhjustab aastaaegade vaheldumise. Vastavalt aastaaja määramiseks vajalikele astronoomilistele parameetritele võetakse võrdluspunktideks teatud ajahetked: suvel ja talvel on need pööripäevad (21. juuni ja 22. detsember), kevadel ja sügisel - pööripäevad (20. märts). ja 23. september). Septembrist märtsini on põhjapoolkeral vähem aega päikese poole ja saab vastavalt vähem soojust ja valgust, tere talv-talv, lõunapoolkera saab sel ajal palju soojust ja valgust, elagu suvi! Möödub 6 kuud ja Maa liigub oma orbiidi vastaspunkti ning põhjapoolkera saab rohkem soojust ja valgust, päevad muutuvad pikemaks, Päike tõuseb kõrgemale – tuleb suvi.

Kui Maa asuks Päikese suhtes eranditult vertikaalses asendis, siis aastaaegasid üldse ei eksisteeriks, sest Päikese poolt valgustatud poole kõik punktid saaksid ühesuguse ja ühtlase koguse soojust ja valgust.

Liikumine ümber pöörlemistelje on üks levinumaid objektide liikumise liike looduses. Selles artiklis käsitleme seda tüüpi liikumist dünaamika ja kinemaatika seisukohast. Esitame ka füüsikalisi põhisuurusi ühendavad valemid.

Millisest liikumisest me räägime?

Sõna otseses mõttes räägime kehade liikumisest ringis, see tähendab nende pöörlemisest. Sellise liikumise ilmekas näide on auto või jalgratta ratta pöörlemine sõiduki liikumise ajal. Iluuisutaja pöörleb ümber oma telje, kes sooritab jääl keerulisi piruette. Või meie planeedi pöörlemine ümber Päikese ja ümber oma telje, kaldudes ekliptika tasapinnale.

Nagu näete, on vaadeldava liikumise tüübi oluline element pöörlemistelg. Iga suvalise kujuga keha punkt teeb selle ümber ringikujulisi liigutusi. Kaugust punktist teljeni nimetatakse pöörderaadiuseks. Selle väärtusest sõltuvad paljud kogu mehaanilise süsteemi omadused, nagu inertsimoment, lineaarkiirus ja teised.

Kui kehade lineaarse translatsioonilise liikumise põhjuseks ruumis on neile mõjuv välisjõud, siis ümber pöörlemistelje liikumise põhjuseks on väline jõumoment. Seda suurust kirjeldatakse kui rakendatud jõu F¯ ja kaugusvektori korrutist selle rakendamise punktist r¯-teljele, see tähendab:

Momendi M¯ toime toob kaasa nurkkiirenduse α¯ ilmnemise süsteemis. Mõlemad suurused on omavahel seotud teatud koefitsiendi I kaudu järgmise võrrandiga:

Suurust I nimetatakse inertsmomendiks. See sõltub nii keha kujust kui ka massi jaotusest selle sees ja kaugusest pöörlemisteljest. Materiaalse punkti jaoks arvutatakse see valemiga:

Kui väline üks on null, siis süsteem säilitab oma nurkimpulsi L¯. See on veel üks vektorsuurus, mis vastavalt määratlusele on võrdne:

Siin p¯ on lineaarne impulss.

Pöördemomendi L¯ jäävuse seadus kirjutatakse tavaliselt järgmisel kujul:

Kus ω on nurkkiirus. Seda arutatakse artiklis pikemalt.

Pöörlemise kinemaatika

Erinevalt dünaamikast käsitleb see füüsika haru eranditult praktilisi olulisi suurusi, mis on seotud kehade asukoha muutumisega ruumis. See tähendab, et pöörlemise kinemaatika uurimisobjektid on kiirused, kiirendused ja pöördenurgad.

Esiteks tutvustame nurkkiirust. Selle all mõistetakse nurka, mille kaudu keha ajaühikus pöörleb. Hetkelise nurkkiiruse valem on järgmine:

Kui keha pöörleb võrdsete ajavahemike järel läbi võrdsete nurkade, nimetatakse pöörlemist ühtlaseks. Selle jaoks kehtib keskmise nurkkiiruse valem:

ω mõõdetakse radiaanides sekundis, mis SI süsteemis vastab pöördsekunditele (s -1).

Ebaühtlase pöörlemise korral kasutatakse nurkkiirenduse α mõistet. See määrab väärtuse ω aja muutumise kiiruse, see tähendab:

α = dω/dt = d 2 θ/dt 2

α mõõdetakse radiaanides ruutsekundi kohta (SI - s -2).

Kui keha pöörles algselt ühtlaselt kiirusega ω 0 ja seejärel hakkas kiirust suurendama konstantse kiirendusega α, siis saab sellist liikumist kirjeldada järgmise valemiga:

θ = ω 0 *t + α*t 2 /2

See võrdsus saadakse nurkkiiruse võrrandite integreerimisel aja jooksul. θ valem võimaldab teil arvutada pöörete arvu, mida süsteem aja jooksul t ümber pöörlemistelje teeb.

Lineaar- ja nurkkiirused

Mõlemad kiirused on omavahel seotud. Kui nad räägivad pöörlemiskiirusest ümber telje, võivad nad tähendada nii lineaarseid kui ka nurkomadusi.

Oletame, et teatud materjalipunkt pöörleb ümber telje kaugusel r kiirusega ω. Siis on selle lineaarkiirus v võrdne:

Lineaar- ja nurkkiiruse erinevus on märkimisväärne. Seega ühtlase pöörlemise korral ei sõltu ω kaugusest telje suhtes, vaid v väärtus suureneb lineaarselt r suurenemisega. Viimane asjaolu selgitab, miks pöörlemisraadiuse suurenedes on keha raskem hoida ringikujulisel teel (selle lineaarkiirus ja sellest tulenevalt inertsijõud suurenevad).

Ümber Maa telje pöörlemiskiiruse arvutamise ülesanne

Kõik teavad, et meie planeet päikesesüsteemis läbib kahte tüüpi pöörlevat liikumist:

• ümber oma telje;
• tähe ümber.

Arvutame neist esimese jaoks kiirused ω ja v.

Nurkkiirust pole raske määrata. Selleks pidage meeles, et planeet teeb täispöörde, mis on võrdne 2*pi radiaaniga 24 tunniga (täpne väärtus on 23 tundi 56 minutit 4,1 sekundit). Siis on ω väärtus võrdne:

ω = 2*pi/(24*3600) = 7,27*10 -5 rad/s

Arvutatud väärtus on väike. Näitame nüüd, kui palju ω absoluutväärtus erineb v omast.

Arvutame planeedi pinnal ekvaatori laiuskraadil asuvate punktide lineaarkiiruse v. Kuna Maa on lapik pall, on ekvaatori raadius veidi suurem kui polaarraadius. See on 6378 km. Kasutades kahe kiiruse ühendamise valemit, saame:

v = ω*r = 7,27*10 -5 *6378000 ≈ 464 m/s

Saadud kiirus on 1670 km/h, mis on suurem kui heli kiirus õhus (1235 km/h).

Maa pöörlemine ümber oma telje toob kaasa nn Coriolise jõu ilmnemise, mida tuleks ballistiliste rakettidega lennates arvestada. See on ka paljude atmosfäärinähtuste põhjuseks, näiteks passaattuulte kõrvalekaldumine läände.

Planeedi liikumise orbiidil määravad kaks põhjust:
- liikumise lineaarne inerts (see kaldub sirgjooneliselt - tangentsiaalne)
ja Päikese gravitatsioonijõud.

See on gravitatsioonijõud, mis muudab liikumissuuna lineaarsest ringikujuliseks. Ja väiksemale raadiusele rakendatud gravitatsioonijõud hakkavad mõjuma
planeedil tugevamaks.
Kui vaadelda gravitatsiooni kui keskmele rakendatavat jõudu, annab see liikumissuuna muutumise ringikujuliseks.
Kui vaadelda gravitatsiooni kogu planeedi massile rakendatavate jõudude summana,
siis see annab nii liikumisvektori muutumise ringikujuliseks kui ka pöörlemise ümber telje.

Vaata pilti.
Planeedil on Päikesele lähemal ja kaugemal asuvad punktid.
Punkt A on Päikesele lähemal kui punkt B.
Ja punkti A külgetõmbejõud on suurem kui punkti B oma. Tuletame meelde, et gravitatsioonijõud sõltub raadiusest ruudus.
Kui planeet liigub päripäeva, tõmbab punkti A läbiv gravitatsioonijõud planeedi eemale rohkem kui läbi punkti B. See planeedi diametraalselt vastupidistele punktidele rakenduvate gravitatsioonijõudude erinevus samaaegse liikumise korral tekitab pöörlemise.

Seega sõltub planeedi ümber oma telje pöörlemise periood otseselt planeedi ekvaatori raadiusest.
Suurte planeetide nagu Jupiter ja Saturn puhul on erinevus vastandpunktide külgetõmbejõus suurem ja planeet pöörleb kiiremini.

Päikesepäevade tabel planeetide ja ekvaatori raadiuse kohta:

Merkuur..... - 175,9421 .... - 0,3825
Veenus..... - 116,7490 ... ... - 0,9488
Maa...... - 1,0 .... .. - 1,0
M a r s.... - 1,0275 ... .... - 0,5326
Jupiter..... - 0,41358 ... - 11,209
Saturn..... - 0,44403 .... - 9,4491
U r a n..... - 0,71835 ... - 4,0073
Neptuun..... - 0,67126 ... - 3,8826
Pluuto..... - 6,38766 .... - 0,1807

Esimene number on planeedi pöörlemise periood ümber oma telje Maa päevades, teine ​​number on sarnane - planeedi ekvaatori raadius. Ja on selge, et suurim planeet Jupiter pöörleb kõige kiiremini ja väikseim, Merkuur, pöörleb kõige aeglasemalt.

Üldiselt võib Maa pöörlemise põhjust seletada lihtsalt.
Kui planeet liigub orbiidil, muutub selle liikumise suund pidevalt sirgelt ringikujuliseks. Ja samal ajal toimub planeedi samaaegne pöörlemine, kuna Päikesele lähemal asuvad planeetide tõmbepunktid tõmbavad planeeti tugevamini kui kaugemal.

Näiteks Jupiteril, kus planeet ei ole monoliit, toimub pöörlemine kihtidena. Eriti märgatav on kihtide ekvatoriaalne liikumine.

Arvustused

Kallis Nikolai!
Gravitatsiooni pole. Newtoni ja Einsteini seadused ei tööta.
Selliseid meetodeid kasutades on pöörlemise põhjuseid võimatu põhjendada.
Aga teema on huvitav.
Loodan, et me lahendame selle ühiste jõupingutustega, mitte sellel saidil.

Ei. Gravitatsioon on kõik olemas! Kuid me pole veel kindlaks teinud selle ilmumise põhjuseid.
"Gravitatsioonijõud", edaspidi tavapäraselt aktsepteeritud termin, tähendab välist mõju kehale. Tavapäraselt nimetatakse seda füüsikas gravitatsioonijõuks.

Ja pöörlemine toimub kahe jõu toimel: sirgjoonelise liikumise inertsist ja selle muutumisest ringliikumiseks gravitatsioonijõu mõjul, mis vektoris on inertsivektoriga risti.

Kallis Nikolai!

Kallis Nikolai!
Teie tööd sisaldavad juba arvutusi, ma ei ütle, mis kinnitavad gravitatsiooni puudumist. Need tööd äratasid minus teie vastu huvi, sest selge on see, et on olemas suur statistiline materjal ja selle peale ehitame koos ja kiiresti endale teaduse, kus paljud asjad loksuvad paika. Ja olenemata sellest, kas nad nõustuvad sellega või mitte, ei tohiks see meid puudutada. Las Volosatov tõestab seda ja me teeme seda.

Ma võin oma seisukoha gravitatsiooni kohta sõnastada nii.
Gravitatsiooni kui külgetõmbejõudu, mis tekib kahe keha vahel, ei eksisteeri.
Kehadele avaldatakse välist mõju, mille tagajärjeks on jõu ilmnemine, mis paneb neid üksteise poole liikuma. Jõud ei vii teise jõu ilmnemiseni, vaid liikumiseni. Sel juhul on selle jõu vektor suunatud piki neid kahte keha ühendavat joont.
Mitte külgetõmme, vaid liikumine poole.
Ja mitte kehades endis tekkiv jõud, vaid välismõju jõud.
Nagu tuul puhuks purjes.
Üldiselt mõistan jõudu välismõju tegurina.

Kallis Nikolai!
Olles ümber lükanud jõud ja nende reaktsioonid, naasete nende juurde uuesti.
Jah, need on meie õpetuste "raskused". Nendest on raske lahti saada. Endiselt rebin end lahti “instituudi” õpetuse jäänustest. Kuid maailma füüsika on täiesti erinev. Sa tundsid seda intuitiivselt. Ülejäänu on isiklikus kirjavahetuses.

Maa pöörleb ümber telje läänest itta, see tähendab vastupäeva, kui vaadata Maale Põhjatähe (põhjapooluse) poolt. Sel juhul on pöörlemise nurkkiirus, st nurk, mille kaudu mõni Maa pinna punkt pöörleb, sama ja ulatub 15°-ni tunnis. Lineaarkiirus sõltub laiuskraadist: ekvaatoril on see suurim - 464 m/s ja geograafilised poolused on paigal.

Peamiseks füüsikaliseks tõestuseks Maa pöörlemisest ümber oma telje on katse Foucault' kõikuva pendliga. Pärast seda, kui prantsuse füüsik J. Foucault viis 1851. aastal Pariisi Panteonis läbi oma kuulsa katse, sai Maa pöörlemisest ümber oma telje muutumatu tõde. Füüsilisi tõendeid Maa aksiaalse pöörlemise kohta annavad ka 1° meridiaani kaare mõõtmised, mis on ekvaatoril 110,6 km ja poolustel 111,7 km (joonis 15). Need mõõtmised tõestavad Maa kokkusurumist poolustel ja see on iseloomulik ainult pöörlevatele kehadele. Ja lõpuks, kolmas tõend on langevate kehade kõrvalekalle loodijoonest kõigil laiuskraadidel, välja arvatud poolused (joonis 16). Selle kõrvalekalde põhjuseks on nende inerts, mis säilitab punkti suurema lineaarkiiruse A(kõrguses) võrreldes punktiga IN(maapinna lähedal). Kukkumisel kalduvad objektid Maal ida poole, kuna see pöörleb läänest itta. Hälbe suurus on maksimaalne ekvaatoril. Poolustel langevad kehad vertikaalselt, maa telje suunast kõrvale kaldumata.

Maa aksiaalse pöörlemise geograafiline tähtsus on äärmiselt suur. Esiteks mõjutab see Maa kuju. Maa kokkusurumine poolustel on selle teljesuunalise pöörlemise tulemus. Varem, kui Maa pöörles suurema nurkkiirusega, oli polaarsus suurem. Päeva pikenemisega ja sellest tulenevalt ekvaatori raadiuse vähenemisega ja polaarraadiuse suurenemisega kaasnevad maakoore tektoonilised deformatsioonid (murrud, kurrud) ja Maa makroreljeefi ümberstruktureerimine.

Maa aksiaalse pöörlemise oluline tagajärg on horisontaaltasandil liikuvate kehade (tuuled, jõed, merehoovused jne) kõrvalekaldumine. nende algsest suunast: põhjapoolkeral – õige, lõunas - vasakule(see on üks inertsjõude, mida nimetatakse Coriolise kiirenduseks Prantsuse teadlase auks, kes seda nähtust esmakordselt selgitas). Inertsiseaduse kohaselt püüab iga liikuv keha säilitada muutumatuna oma liikumise suunda ja kiirust maailmaruumis (joon. 17). Läbipaine on keha üheaegselt nii translatsiooni- kui ka pöörlemisliigutustes osalemise tulemus. Ekvaatoril, kus meridiaanid on üksteisega paralleelsed, nende suund maailmaruumis pöörlemise ajal ei muutu ja hälve on null. Pooluste suunas hälve suureneb ja muutub suurimaks pooluste juures, kuna seal muudab iga meridiaan oma suunda ruumis 360° päevas. Coriolise jõud arvutatakse valemiga F = m x 2ω x υ x sin φ, kus F - Coriolise jõud, T– liikuva keha mass, ω – nurkkiirus, υ – liikuva keha kiirus, φ – geograafiline laiuskraad. Coriolise jõu avaldumine looduslikes protsessides on väga mitmekesine. Just selle tõttu tekivad atmosfääris erineva ulatusega keerised, sh tsüklonid ja antitsüklonid, tuuled ja merehoovused kalduvad gradiendi suunast kõrvale, mõjutades kliimat ja selle kaudu looduslikku tsoonilisust ja regionaalsust; Sellega on seotud suurte jõeorgude asümmeetria: põhjapoolkeral on paljudel jõgedel (Dnepri, Volga jt) sel põhjusel järsud paremkaldad, vasakkaldad on lauged ja lõunapoolkeral vastupidi.

Maa pöörlemisega on seotud loomulik aja mõõtühik - päeval ja see juhtub öö ja päeva vaheldus. On külgmised ja päikeselised päevad. Sideaalne päev– ajavahemik tähe kahe järjestikuse ülemise kulminatsiooni vahel läbi vaatluspunkti meridiaani. Sideerilise päeva jooksul teeb Maa täieliku tiiru ümber oma telje. Need on 23 tundi 56 minutit 4 sekundit. Astronoomilisteks vaatlusteks kasutatakse kõrvalpäevi. Tõelised päikesepäevad– ajavahemik Päikese keskpunkti kahe järjestikuse ülemise kulminatsiooni vahel läbi vaatluspunkti meridiaani. Tõelise päikesepäeva pikkus varieerub aastaringselt, peamiselt Maa ebaühtlase liikumise tõttu piki elliptilist orbiidi. Seetõttu on need ebamugavad ka aja mõõtmiseks. Praktilistel eesmärkidel nad kasutavad keskmised päikeselised päevad. Keskmist päikeseaega mõõdetakse nn keskmise päikesega – kujuteldava punktiga, mis liigub ühtlaselt mööda ekliptikat ja teeb täispöörde aastas, nagu tõeline Päike. Keskmine päikesepäev on 24 tundi pikk. Need on pikemad kui sidereaalsed päevad, kuna Maa pöörleb ümber oma telje samas suunas, milles ta liigub oma orbiidil ümber Päikese nurkkiirusega umbes 1° ööpäevas. Seetõttu liigub Päike tähtede taustal ja Maa peab veel "pöörama" umbes 1°, et Päike "tuleks" samale meridiaanile. Seega pöörleb Maa päikesepäeva jooksul ligikaudu 361°. Tõelise päikeseaja teisendamiseks päikeseajaks võetakse kasutusele korrektsioon – nn aja võrrand. Selle maksimaalne positiivne väärtus on + 14 minutit 11. veebruaril, maksimaalne negatiivne väärtus on –16 minutit 3. novembril. Keskmise päikesepäeva alguseks peetakse keskmise Päikese madalaima kulminatsiooni hetke – keskööd. Sellist ajalugemist nimetatakse tsiviilaeg.

Igapäevaelus on ebamugav kasutada ka keskmist päikeseaega, kuna see on iga meridiaani puhul erinev, kohalik aeg. Näiteks kahel kõrvuti asetseval meridiaanil, mis on tõmmatud intervalliga 1°, erineb kohalik aeg 4 minuti võrra. Erinevate kohalike aegade olemasolu eri meridiaanidel asuvates erinevates punktides tõi kaasa palju ebamugavusi. Seetõttu võeti 1884. aastal toimunud rahvusvahelisel astronoomiakongressil vastu tsooniaeg. Selleks jagati kogu maakera pind 24 ajavööndiks, igaüks 15°. Taga standardaeg Aktsepteeritakse iga tsooni keskmeridiaani kohalikku aega. Kohaliku aja teisendamiseks standardajaks ja tagasi on olemas valem T n – m = N – λ °, Kus T P - standardaeg, m - kohalik aeg, N– vöö numbriga võrdne tundide arv, λ ° – pikkuskraad, väljendatud tunniühikutes. Null (tuntud ka kui 24.) vöö on see, mille keskelt läbib nullmeridiaan (Greenwich). Tema aega võetakse kui universaalne aeg. Teades universaalaega, on standardaega lihtne arvutada valemi abil T n = T 0 + N, Kus T 0 - universaalne aeg. Vööd loetakse ida poole. Kahes naabervööndis erineb standardaeg täpselt 1 tunni võrra.Maal on mugavuse huvides ajavööndite piirid tõmmatud mitte rangelt mööda meridiaane, vaid mööda looduslikke piire (jõed, mäed) või riigi- ja halduspiire.

Meie riigis kehtestati standardaeg 1. juulil 1919. Venemaa paikneb kümnes ajavööndis: teisest kuni üheteistkümnendani. Kuid selleks, et meil suvist päevavalgust ratsionaalsemalt kasutada, kehtestati 1930. aastal valitsuse erimäärusega nn. sünnitusaeg, standardajast 1 tunni võrra ees.. Nii näiteks asub Moskva formaalselt teises ajavööndis, kus standardaega arvestatakse 30° ida pool asuva meridiaani kohaliku aja järgi. jne. Kuid tegelikult on Moskvas talvine aeg seatud kolmanda ajavööndi aja järgi, mis vastab kohalikule ajale meridiaanil 45° ida pool. d) Sarnane “nihe” toimib kogu Venemaal, välja arvatud Kaliningradi oblastis, mille aeg tegelikult vastab teisele ajavööndile.

Riis. 17. Meridiaani mööda liikuvate kehade kõrvalekalle põhjapoolkeral - paremale, lõunapoolkeral - vasakule

Paljudes riikides nihutatakse aega tunni võrra edasi ainult suvel. Venemaal alates 1981. aastast ajavahemikul aprillist oktoobrini suveaeg nihutades aega rasedus- ja sünnituspuhkusega võrreldes tunni võrra ettepoole. Seega vastab suveaeg Moskvas tegelikult kohalikule ajale meridiaanil 60°E. d) nimetatakse kellaaega, mille järgi elavad Moskva ja selle teise ajavööndi elanikud Moskva. Moskva aja järgi koostab meie riik rongide ja lennukite sõidugraafikuid ning märgib kellaaega telegrammidesse.

Kaheteistkümnenda tsooni keskel, ligikaudu piki 180° meridiaani, 1884. a. rahvusvaheline kuupäevarida. See on kokkuleppeline joon maakera pinnal, mille mõlemal poolel langevad tunnid ja minutid kokku ning kalendrikuupäevad erinevad ühe päeva võrra. Näiteks uusaastapäeval kell 0.00 sellest liinist lääne pool on juba uue aasta 1. jaanuar ja ida pool alles vana aasta 31. detsember. Kuupäevade piiri ületamisel läänest itta tagastatakse kalendripäevade arvestuses üks päev ning idast läände jäetakse kuupäevade arvestuses üks päev vahele.

Päeva ja öö vaheldumine loob päevane rütm elavas ja elutus looduses. Ööpäevarütm on seotud valguse ja temperatuuri tingimustega. Tuntud on päevane temperatuuri kõikumine, päeva- ja öötuuled jne. Väga selgelt avaldub eluslooduse päevarütm. Teatavasti on fotosüntees võimalik ainult päevasel ajal, päikesevalguse käes ning paljudel taimedel avanevad õied erinevatel kellaaegadel. Tegevusaja järgi võib loomi jagada öisteks ja päevasteks: suurem osa neist on päeval ärkvel, kuid paljud (öökullid, nahkhiired, ööliblikad) on ärkvel ööpimeduses. Ka inimelu voolab ööpäevarütmis.

Riis. 18. Hämar ja valged ööd

Nimetatakse sujuva ülemineku perioodi päevavalgusest ööpimedusse ja tagasi õhtuhämaruses. IN need põhinevad optilisel nähtusel, mida täheldatakse atmosfääris enne päikesetõusu ja pärast päikeseloojangut, kui päike on veel (või juba) horisondist allpool, kuid valgustab taevast, kust valgus peegeldub. Hämariku kestus sõltub Päikese deklinatsioonist (Päikese nurkkaugusest taevaekvaatori tasapinnast) ja vaatluskoha geograafilisest laiuskraadist. Ekvaatoril on hämarus lühike ja suureneb koos laiuskraadiga. Hämarusperioode on kolm. Tsiviilhämarus täheldatakse siis, kui Päikese kese sukeldub madalalt (kuni 6° nurga all) ja lühikeseks ajaks horisondi alla. See on tegelikult Valged ööd, kui õhtune koit kohtub hommikukoidiga. Suvel täheldatakse neid laiuskraadidel 60 ° ja rohkem. Näiteks Peterburis (laiuskraad 59°56" N) kestavad need 11. juunist 2. juulini, Arhangelskis (64°33" N) - 13. maist 30. juulini. Navigatsioonihämarus mida täheldatakse siis, kui päikeseketta kese sukeldub 6–12° horisondi alla. Sel juhul on näha horisondi joon ja laevalt saab määrata selle kohal olevate tähtede nurga. Ja lõpuks, astronoomiline hämarus täheldatakse siis, kui päikeseketta kese langeb 12–18° horisondi alla. Samal ajal takistab koit taevas endiselt nõrkade valgustite astronoomilisi vaatlusi (joon. 18).

Maa pöörlemine annab kaks fikseeritud punkti - geograafilised poolused(Maa kujuteldava pöörlemistelje ja maapinna lõikepunktid) – ja võimaldab seega konstrueerida paralleelide ja meridiaanide koordinaatide ruudustiku. Ekvaator(lat. ekvaator - nivelleerija) - maakera lõikejoon tasapinnaga, mis läbib Maa keskpunkti, mis on risti selle pöörlemisteljega. Paralleelid(Kreeka parallelos – kulgeb kõrvuti) – Maa ellipsoidi ja ekvatoriaaltasandiga paralleelsete tasapindade lõikejooned. Meridiaanid(lat. meridlanus - keskpäev) - Maa ellipsoidi ja selle mõlemat poolust läbivate tasapindade lõikejoon. 1. meridiaani pikkus on keskmiselt 111,1 km.