Como a terra gira. Qual é a velocidade angular de rotação da Terra

Lembro-me de um momento dos meus anos de escola, quando minha mãe veio até mim e girou meu globo escolar em 360 graus. Aí ela me perguntou: "Você sabe, filho, quantas horas leva para virar o Globo em torno de seu eixo?" Pensei, e ela continuou: "Mas abra o livro de geografia e descubra." Segui o conselho dela e descobri algo que não sabia antes. Então...

Quanto tempo leva para uma revolução da Terra em torno de si?

Nosso planeta dá uma volta completa em torno de seu eixo em exatamente 24 horas. E assim os dias passam. Eles são chamados "ensolarado" por dias.

O próprio planeta gira de oeste para leste. E quando visto do pólo norte da eclíptica (ou da Estrela do Norte), ocorre rotação sentido anti-horário.

É graças a esse turbilhão que mudança de dias e noites. Afinal, metade fica iluminada pelos raios solares e a outra fica na sombra.

Além disso, a rotação do planeta é facilitada pelos desvios dos fluxos em movimento (por exemplo, rios ou ventos) no hemisfério norte - para o lado direito, e no sul - para a esquerda.

História das ideias sobre a rotação diária da Terra

EM tempos diferentes as pessoas, à sua maneira, tentaram explicar a mudança do dia. As hipóteses muitas vezes se substituíam, cada povo da antiguidade tinha sua própria teoria:

a explicação mais antiga da mudança diária do firmamento foi dada por na época de Pitágoras. Acreditava-se que a Terra no sistema do mundo de Filolau fazia certos movimentos. Mas eles não eram rotacionais, mas progressivo. E esses movimentos passaram pelo chamado “Fogo Central”;
o primeiro dos antigos astrônomos que afirmou que nosso planeta era precisamente gira, tornou-se um cientista indiano Aryabhata(que viveu no final do século V - início do VI);
então, na segunda metade do século XIX, na Europa houve discussões mais detalhadas sobre as possibilidades dos movimentos da Terra. Os que mais escreveram sobre isso foram cientistas parisienses como Jean Buridan, Nicholas Orem E Alberto da Saxônia;
famoso em 1543 Nicolau Copérnico já escrevi meu trabalho“Sobre a rotação das esferas celestes” , que foi apoiado por muitos astrônomos da época;
e depois Galileu Galileiformulou um fundamento princípio da relatividade. Ele afirmou que o movimento da Terra (ou de qualquer outro objeto) não afeta os processos internos e externos em curso.

Estas foram as principais etapas do desenvolvimento da hipótese sobre a rotação do nosso planeta. Foi a compreensão dos problemas associados a este tema que contribuiu para a descoberta de muitos leis da mecânica e origem nova cosmologia.

Rotação diária da Terra

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica (o plano da órbita da Terra).

Rotação diária da Terra- rotação da Terra em torno de seu eixo com período de um dia sideral, cuja manifestação diretamente observável é rotação diurna esfera celestial. A rotação da Terra é de oeste para leste. Quando vista da Estrela Polar ou do pólo norte da eclíptica, a rotação da Terra é no sentido anti-horário.

Rotação diária da esfera celeste.

A terra se move de oeste para leste. Ele faz uma revolução completa em aproximadamente 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. Velocidade de rotação (no equador) - 465 m/s.

Significado físico e confirmação experimental

O significado físico da rotação da Terra em torno de seu eixo

Como qualquer movimento é relativo, é necessário indicar um referencial específico, em relação ao qual se estuda o movimento de um corpo. Quando dizem que a Terra gira em torno de um eixo imaginário, significa que ela realiza um movimento rotacional em relação a qualquer referencial inercial, e o período dessa rotação é igual aos dias siderais - o período volta completa a terra da esfera celeste em relação à esfera celeste (Terra).

Todas as evidências experimentais da rotação da Terra em torno de seu eixo se resumem a provar que o referencial associado à Terra é um referencial não inercial de um tipo especial - um referencial que realiza movimento rotacional em relação aos referenciais inerciais de referência.

Ao contrário do movimento inercial (isto é, movimento retilíneo uniforme em relação aos referenciais inerciais), para detectar o movimento não inercial de um laboratório fechado, não é necessário fazer observações em corpos externos - tal movimento é detectado usando experimentos locais (isto é , experimentos realizados dentro deste laboratório). Neste (precisamente neste!) sentido da palavra, o movimento não inercial, incluindo a rotação da Terra em torno do seu eixo, pode ser chamado de absoluto.

Forças de inércia

Força centrífuga na rotação da Terra.

Efeitos da força centrífuga

Dependência da aceleração da queda livre em latitude geográfica. Experimentos mostram que a aceleração da gravidade depende da latitude geográfica: quanto mais próximo do pólo, maior ela é. Isto se deve à ação da força centrífuga. Primeiro, os pontos da superfície terrestre localizados em latitudes mais altas estão mais próximos do eixo de rotação e, portanto, ao se aproximar do pólo, a distância do eixo de rotação diminui, chegando a zero no pólo. Em segundo lugar, com o aumento da latitude, o ângulo entre o vetor da força centrífuga e o plano do horizonte diminui, o que leva a uma diminuição da componente vertical da força centrífuga.

Este fenômeno foi descoberto em 1672, quando o astrônomo francês Jean Richet, durante uma expedição à África, descobriu que os relógios de pêndulo funcionam mais devagar perto do equador do que em Paris. Newton logo explicou isso dizendo que o período de um pêndulo é inversamente proporcional à raiz quadrada da aceleração gravitacional, que diminui no equador devido à força centrífuga.

Achatamento da Terra. A influência da força centrífuga leva ao achatamento da Terra nos pólos. Este fenómeno, previsto por Huygens e Newton no final do século XVII, foi descoberto pela primeira vez no final da década de 1730 como resultado do processamento de dados de duas expedições francesas especialmente equipadas para resolver este problema no Peru e na Lapónia.

Efeitos da Força de Coriolis: Experimentos de Laboratório

Pêndulo de Foucault no pólo norte. O eixo de rotação da Terra encontra-se no plano de oscilação do pêndulo.

Este efeito deve ser expresso mais claramente nos pólos, onde o período de rotação completa do plano do pêndulo é igual ao período de rotação da Terra em torno de seu eixo (dias siderais). No caso geral, o período é inversamente proporcional ao seno da latitude geográfica, no equador o plano das oscilações do pêndulo permanece inalterado.

Giroscópio- um corpo giratório com um momento de inércia significativo retém um momento angular se não houver fortes perturbações. Foucault, que estava cansado de explicar o que acontecia com um pêndulo de Foucault que não estava no pólo, desenvolveu outra demonstração: um giroscópio suspenso manteve sua orientação, o que significa que girava lentamente em relação ao observador.

Deflexão de projéteis durante o disparo de armas. Outra manifestação observável da força de Coriolis é o desvio das trajetórias dos projéteis (para a direita no hemisfério norte, para a esquerda no hemisfério sul) disparados na direção horizontal. Do ponto de vista do referencial inercial, para projéteis disparados ao longo do meridiano, isso se deve à dependência da velocidade linear de rotação da Terra com a latitude geográfica: ao se mover do equador ao pólo, o projétil retém o componente horizontal da velocidade inalterado, enquanto a velocidade linear de rotação dos pontos da superfície terrestre diminui , o que leva ao deslocamento do projétil do meridiano na direção de rotação da Terra. Se o tiro foi disparado paralelo ao equador, então o deslocamento do projétil em relação ao paralelo se deve ao fato de que a trajetória do projétil está no mesmo plano do centro da Terra, enquanto os pontos na superfície terrestre se movem em um plano perpendicular ao eixo de rotação da Terra. Este efeito (para o caso de disparo ao longo do meridiano) foi previsto por Grimaldi na década de 40 do século XVII. e publicado pela primeira vez por Riccioli em 1651.

Desvio de corpos em queda livre da vertical. ( ) Se a velocidade do corpo tem uma grande componente vertical, a força de Coriolis é direcionada para leste, o que leva a uma deflexão correspondente da trajetória de um corpo em queda livre (sem velocidade inicial) com Torre Alta. Quando considerado em um referencial inercial, o efeito é explicado pelo fato de que o topo da torre em relação ao centro da Terra se move mais rápido que a base, devido ao qual a trajetória do corpo acaba sendo uma parábola estreita e o corpo está ligeiramente à frente da base da torre.

Efeito Eötvös. Em baixas latitudes, a força de Coriolis, ao se mover ao longo da superfície terrestre, é direcionada no sentido vertical e sua ação leva a um aumento ou diminuição da aceleração da queda livre, dependendo se o corpo se move para oeste ou leste. Este efeito é denominado efeito Eötvös em homenagem ao físico húngaro Lorand Eötvös, que o descobriu experimentalmente no início do século XX.

Experimentos utilizando a lei da conservação do momento angular. Alguns experimentos são baseados na lei da conservação do momento angular: em um referencial inercial, o valor do momento angular ( igual ao produto momento de inércia por velocidade angular de rotação) não muda sob a ação de forças internas. Se em algum momento inicial a instalação estiver imóvel em relação à Terra, então a velocidade de sua rotação em relação ao referencial inercial é igual à velocidade angular de rotação da Terra. Se alterarmos o momento de inércia do sistema, então o velocidade angular começará sua rotação, ou seja, a rotação em relação à Terra. Em um referencial não inercial associado à Terra, a rotação ocorre como resultado da ação da força de Coriolis. Esta ideia foi proposta pelo cientista francês Louis Poinsot em 1851.

O primeiro experimento desse tipo foi realizado por Hagen em 1910: dois pesos em uma barra lisa foram instalados imóveis em relação à superfície da Terra. Então a distância entre as cargas foi reduzida. Como resultado, a instalação entrou em rotação. Um experimento ainda mais ilustrativo foi feito pelo cientista alemão Hans Bucka em 1949. Uma haste com cerca de 1,5 metros de comprimento foi instalada perpendicularmente a uma estrutura retangular. Inicialmente, a haste era horizontal, a instalação estava estacionária em relação à Terra. Em seguida, a haste foi colocada na posição vertical, o que levou a uma mudança no momento de inércia da instalação em cerca de um fator e à sua rápida rotação com uma velocidade angular que era vezes a velocidade de rotação da Terra.

Funil no banho.

Como a força de Coriolis é muito fraca, ela tem efeito insignificante na direção do turbilhão da água ao drenar em uma pia ou banheira, portanto, em geral, a direção de rotação em um funil não está relacionada com a rotação da Terra. Porém, em experimentos cuidadosamente controlados, é possível separar o efeito da força de Coriolis de outros fatores: no hemisfério norte, o funil será girado no sentido anti-horário, no sul - vice-versa.

Efeitos da Força de Coriolis: Fenômenos no Meio Ambiente

Lei de Baer. Conforme observado pela primeira vez pelo acadêmico de São Petersburgo Karl Baer em 1857, os rios erodem a margem direita no hemisfério norte (em hemisfério sul- esquerda), que, como resultado, é mais íngreme (lei de Beer). A explicação do efeito é semelhante à explicação da deflexão dos projéteis quando disparados na direção horizontal: sob a influência da força de Coriolis, a água atinge com mais força a margem direita, o que leva ao seu borrão e, inversamente, recua da margem esquerda.

Ciclone acabou costa sudeste Islândia (vista do espaço).

Ventos: ventos alísios, ciclones, anticiclones. Com a presença da força de Coriolis, direcionada no hemisfério norte para a direita e no hemisfério sul para a esquerda, também estão associados fenômenos atmosféricos: ventos alísios, ciclones e anticiclones. O fenômeno dos ventos alísios é causado pelo aquecimento desigual das camadas inferiores atmosfera da Terra na faixa equatorial e nas latitudes médias, levando ao fluxo de ar ao longo do meridiano para o sul ou norte nos hemisférios norte e sul, respectivamente. A ação da força de Coriolis leva ao desvio dos fluxos de ar: no hemisfério norte - para nordeste (ventos alísios de nordeste), no hemisfério sul - para sudeste (ventos alísios de sudeste).

Experimentos ópticos

No centro de uma série de experimentos que demonstram a rotação da Terra, o efeito Sagnac é usado: se o interferômetro de anel gira, devido aos efeitos relativísticos, uma diferença de fase aparece nos feixes que se aproximam.

onde é a área de projeção do anel no plano equatorial (o plano perpendicular ao eixo de rotação), é a velocidade da luz, é a velocidade angular de rotação. Para demonstrar a rotação da Terra, esse efeito foi utilizado pelo físico americano Michelson em uma série de experimentos realizados em 1923-1925. Em experimentos modernos utilizando o efeito Sagnac, a rotação da Terra deve ser levada em consideração para calibrar os interferômetros de anel.

Existem várias outras demonstrações experimentais da rotação diurna da Terra.

Rotação irregular

Precessão e nutação

No entanto, quase nada se sabe sobre Giketa e Ekfant, e até mesmo a sua existência é por vezes questionada. Segundo a opinião da maioria dos cientistas, a Terra no sistema do mundo de Filolau não girou, mas avançou em torno do Fogo Central. Em seus outros escritos, Platão segue a visão tradicional da imobilidade da Terra. No entanto, recebemos inúmeras evidências de que a ideia da rotação da Terra foi defendida pelo filósofo Heráclides Ponto (século IV a.C.). Provavelmente, outra suposição de Heráclides está ligada à hipótese da rotação da Terra em torno de seu eixo: cada estrela é um mundo que inclui terra, ar, éter, e tudo isso está localizado no espaço infinito. Na verdade, se a rotação diária do céu é um reflexo da rotação da Terra, então desaparece a premissa de considerar as estrelas como estando na mesma esfera.

Cerca de um século depois, a suposição da rotação da Terra tornou-se parte integrante da primeira, proposta pelo grande astrônomo Aristarco de Samos (século III aC). Aristarco foi apoiado pelo Seleuco babilônico (século II aC), bem como por Heráclides do Ponto, que considerava o universo infinito. O fato de a ideia da rotação diária da Terra ter tido adeptos já no século I d.C. e., testemunham algumas declarações dos filósofos Sêneca, Derkillid e do astrônomo Cláudio Ptolomeu. A esmagadora maioria dos astrónomos e filósofos, contudo, não duvidava da imobilidade da Terra.

Argumentos contra a ideia do movimento da Terra são encontrados nas obras de Aristóteles e Ptolomeu. Então, em seu tratado Sobre o céu Aristóteles justifica a imobilidade da Terra pelo fato de que em uma Terra em rotação, os corpos lançados verticalmente para cima não poderiam cair até o ponto de início de seu movimento: a superfície da Terra se moveria sob o corpo lançado. Outro argumento para a imobilidade da Terra, apresentado por Aristóteles, baseia-se na sua teoria física: a Terra é um corpo pesado, e os corpos pesados tendem a mover-se em direção ao centro do mundo, e não a girar em torno dele.

Resulta do trabalho de Ptolomeu que os defensores da hipótese da rotação da Terra responderam a esses argumentos de que tanto o ar quanto todos os objetos terrestres se movem junto com a Terra. Aparentemente, o papel do ar neste raciocínio é de fundamental importância, pois se entende que é justamente o seu movimento junto com a Terra que esconde a rotação do nosso planeta. Ptolomeu rebate isso dizendo que

os corpos no ar sempre parecerão estar atrasados... E se os corpos girassem junto com o ar como um todo, então nenhum deles pareceria estar à frente do outro ou ficar atrás dele, mas permaneceriam no lugar, em vôo e jogá-lo não causaria desvios ou movimentos para outro lugar, como vemos com nossos próprios olhos, e eles não desacelerariam ou acelerariam de forma alguma, porque a Terra não está estacionária.

Idade Média

Índia

O primeiro dos autores medievais a sugerir que a Terra gira em torno de seu eixo foi o grande astrônomo e matemático indiano Aryabhata (final do século V - início do século VI). Ele o formula em vários lugares de seu tratado. Ariabátia, Por exemplo:

Assim como uma pessoa em um navio avançando vê objetos fixos movendo-se para trás, um observador... vê estrelas fixas movendo-se em linha reta para o oeste.

Não se sabe se esta ideia pertence ao próprio Aryabhata ou se ele a emprestou dos antigos astrônomos gregos.

Aryabhata foi apoiado por apenas um astrônomo, Prthudaka (século IX). A maioria dos cientistas indianos defendeu a imobilidade da Terra. Assim, o astrônomo Varahamihira (século VI) argumentou que em uma Terra em rotação, os pássaros voando no ar não poderiam retornar aos seus ninhos e pedras e árvores voariam para fora da superfície da Terra. O eminente astrônomo Brahmagupta (século VI) também repetiu o antigo argumento de que um corpo que caiu de montanha alta, mas pode afundar até sua base. Ao mesmo tempo, porém, ele rejeitou um dos argumentos de Varahamihira: em sua opinião, mesmo que a Terra girasse, os objetos não poderiam se desvencilhar dela devido à sua gravidade.

Oriente Islâmico

A possibilidade de rotação da Terra foi considerada por muitos cientistas do Oriente muçulmano. Assim, o famoso geômetra al-Sijizi inventou o astrolábio, cujo princípio de funcionamento se baseia nesta suposição. Alguns estudiosos islâmicos (cujos nomes não chegaram até nós) até encontraram o caminho certo para refutar o principal argumento contra a rotação da Terra: a verticalidade das trajetórias dos corpos em queda. Em essência, ao mesmo tempo, foi afirmado o princípio da superposição de movimentos, segundo o qual qualquer movimento pode ser decomposto em dois ou mais componentes: em relação à superfície da Terra em rotação, o corpo em queda se move ao longo de um fio de prumo, mas o ponto, que é a projeção desta linha na superfície da Terra, seria transferido para ela. Isto é evidenciado pelo famoso cientista-enciclopedista al-Biruni, que, no entanto, estava inclinado à imobilidade da Terra. Em sua opinião, se alguma força adicional atuar sobre o corpo em queda, então o resultado de sua ação sobre a rotação da Terra levará a alguns efeitos que não são realmente observados.

Entre os cientistas dos séculos XIII-XVI, associados aos observatórios de Maraga e Samarcanda, desenvolveu-se uma discussão sobre a possibilidade de uma justificativa empírica para a imobilidade da Terra. Assim, o famoso astrônomo Qutb ad-Din ash-Shirazi (séculos XIII-XIV) acreditava que a imobilidade da Terra poderia ser verificada por meio de experimentos. Por outro lado, o fundador do Observatório Maraga, Nasir al-Din al-Tusi, acreditava que se a Terra girasse, então essa rotação seria separada por uma camada de ar adjacente à sua superfície, e todos os movimentos próximos à superfície da Terra ocorreria exatamente da mesma maneira como se a Terra estivesse imóvel. Ele justificou isso com a ajuda de observações de cometas: segundo Aristóteles, os cometas são um fenômeno meteorológico na alta atmosfera; no entanto, observações astronômicas mostram que os cometas participam da rotação diária da esfera celeste. Consequentemente, as camadas superiores do ar são arrastadas pela rotação do céu e, portanto, as camadas inferiores também podem ser arrastadas pela rotação da Terra. Assim, o experimento não pode responder à questão de saber se a Terra gira. No entanto, ele continuou a ser um defensor da imobilidade da Terra, pois estava de acordo com a filosofia de Aristóteles.

A maioria dos estudiosos islâmicos de épocas posteriores (al-Urdi, al-Qazvini, an-Naysaburi, al-Jurdjani, al-Birjandi e outros) concordaram com at-Tusi que todos fenômenos físicos em uma Terra em rotação e imóvel resultaria da mesma maneira. Porém, o papel do ar neste caso não era mais considerado fundamental: não só o ar, mas também todos os objetos são transportados pela rotação da Terra. Portanto, para justificar a imobilidade da Terra, é necessário envolver os ensinamentos de Aristóteles.

Uma posição especial nestas disputas foi assumida pelo terceiro diretor do Observatório de Samarcanda, Ala ad-Din Ali al-Kushchi (século XV), que rejeitou a filosofia de Aristóteles e considerou a rotação da Terra fisicamente possível. No século XVII, o teólogo e enciclopedista iraniano Baha al-Din al-Amili chegou a uma conclusão semelhante. Na sua opinião, os astrónomos e filósofos não forneceram provas suficientes para refutar a rotação da Terra.

oeste latino

Uma discussão detalhada da possibilidade do movimento da Terra está amplamente contida nos escritos dos escolásticos parisienses Jean Buridan, Alberto da Saxônia e Nicholas Oresme (segunda metade do século XIV). O argumento mais importante a favor da rotação da Terra, e não do céu, apresentado em suas obras, é a pequenez da Terra em comparação com o Universo, o que torna altamente antinatural atribuir a rotação diária do céu ao Universo.

No entanto, todos estes cientistas rejeitaram a rotação da Terra, embora por motivos diferentes. Assim, Alberto da Saxônia acreditava que esta hipótese não é capaz de explicar os fenômenos astronômicos observados. Buridan e Orem discordaram acertadamente disso, segundo o qual os fenômenos celestes deveriam ocorrer da mesma forma, independentemente de quem faz a rotação, a Terra ou o Cosmos. Buridan só conseguiu encontrar um argumento significativo contra a rotação da Terra: flechas disparadas verticalmente para cima caem em uma linha reta, embora com a rotação da Terra, em sua opinião, elas teriam que ficar atrás do movimento da Terra e cair para a oeste do ponto do tiro.

Nicolau Orem.

Mas mesmo este argumento foi rejeitado por Oresme. Se a Terra girar, a flecha voa verticalmente para cima e ao mesmo tempo se move para o leste, sendo capturada pelo ar girando com a Terra. Assim, a flecha deve cair no mesmo local de onde foi disparada. Embora aqui novamente seja mencionado o papel arrastador do ar, na realidade ele não desempenha um papel especial. Isto é ilustrado pela seguinte analogia:

Da mesma forma, se o ar estivesse fechado em um navio em movimento, então pareceria para uma pessoa cercada por esse ar que o ar não está se movendo... Se uma pessoa estivesse em um navio movendo-se em alta velocidade para o leste, sem saber sobre esse movimento, e se ele estendesse o braço em linha reta ao longo do mastro do navio, teria parecido que seu braço estava fazendo um movimento retilíneo; da mesma forma, segundo esta teoria, parece-nos que o mesmo acontece com uma flecha quando a atiramos verticalmente para cima ou verticalmente para baixo. Dentro de um navio que se move em alta velocidade para leste, todos os tipos de movimentos podem ocorrer: longitudinal, transversal, para baixo, para cima, em todas as direções - e parecem exatamente os mesmos de quando o navio está parado.

Concluo, portanto, que é impossível demonstrar, por qualquer experiência, que os céus tenham um movimento diurno e que a terra não.

No entanto, o veredicto final de Oresme sobre a possibilidade da rotação da Terra foi negativo. A base para esta conclusão foi o texto da Bíblia:

Porém, até agora todos apoiam e acredito que é [o Céu] e não a Terra que se move, pois “Deus criou o círculo da Terra que não vai tremer”, apesar de todos os argumentos contrários.

A possibilidade de uma rotação diária da Terra também foi mencionada por cientistas e filósofos europeus medievais de uma época posterior, mas não foram acrescentados novos argumentos que não estivessem contidos em Buridan e Orem.

Assim, praticamente nenhum dos cientistas medievais aceitou a hipótese da rotação da Terra. No entanto, no decurso da sua discussão por cientistas do Oriente e do Ocidente, muitos pensamentos profundos foram expressos, que serão então repetidos pelos cientistas da Nova Era.

Renascença e tempos modernos

Nicolau Copérnico.

Na primeira metade do século XVI, foram publicados vários trabalhos que afirmavam que a razão da rotação diária do céu é a rotação da Terra em torno do seu eixo. Um deles foi o tratado do italiano Celio Calcagnini “Sobre o fato de o céu estar imóvel e a Terra girar, ou sobre o movimento perpétuo da Terra” (escrito por volta de 1525, publicado em 1544). Não causou grande impressão nos seus contemporâneos, pois nessa altura já tinha sido publicada a obra fundamental do astrónomo polaco Nicolau Copérnico “Sobre as rotações das esferas celestes” (1543), onde a hipótese da rotação diária do A Terra passou a fazer parte do sistema heliocêntrico do mundo, como Aristarco de Samos. Copérnico expressou anteriormente seus pensamentos em um pequeno ensaio manuscrito. Pequeno comentário(não antes de 1515). Dois anos antes da obra principal de Copérnico, foi publicada a obra do astrônomo alemão Georg Joachim Retik. Primeira narrativa(1541), onde a teoria de Copérnico é popularmente exposta.

No século 16, Copérnico foi totalmente apoiado pelos astrônomos Thomas Digges, Retik, Christoph Rothman, Michael Möstlin, pelos físicos Giambatista Benedetti, Simon Stevin, pelo filósofo Giordano Bruno, pelo teólogo Diego de Zuniga. Alguns cientistas aceitaram a rotação da Terra em torno do seu eixo, rejeitando o seu movimento para a frente. Essa foi a posição do astrônomo alemão Nicholas Reimers, também conhecido como Ursus, bem como dos filósofos italianos Andrea Cesalpino e Francesco Patrici. O ponto de vista do notável físico William Hilbert, que apoiou rotação axial Terra, mas não falou sobre seu movimento para frente. No início do século XVII sistema heliocêntrico mundo (incluindo a rotação da Terra em torno do seu eixo) recebeu um apoio impressionante de Galileo Galilei e Johannes Kepler. Os oponentes mais influentes da ideia do movimento da Terra no século XVI e início do século XVII foram os astrônomos Tycho Brahe e Christopher Clavius.

A hipótese da rotação da Terra e a formação da mecânica clássica

Na verdade, nos séculos XVI-XVII. o único argumento a favor da rotação axial da Terra foi que neste caso não há necessidade de atribuir enormes velocidades de rotação à esfera estelar, porque mesmo na antiguidade já estava estabelecido de forma confiável que o tamanho do Universo excede significativamente o tamanho da Terra (este argumento também foi contido por Buridan e Orem).

Contra esta hipótese, foram expressos argumentos baseados nas ideias dinâmicas da época. Em primeiro lugar, esta é a verticalidade das trajetórias dos corpos em queda. Outros argumentos também apareceram, por exemplo, alcance de tiro igual no leste e direções ocidentais. Respondendo à questão sobre a inobservabilidade dos efeitos da rotação diurna em experimentos terrestres, Copérnico escreveu:

Não só gira a Terra com o elemento água a ela ligado, mas também uma parte considerável do ar, e tudo o que é de alguma forma semelhante à Terra, ou o ar já mais próximo da Terra, saturado de matéria terrestre e aquática, segue as mesmas leis da natureza que a Terra, ou adquiriu movimento, que lhe é comunicado pela Terra adjacente em rotação constante e sem qualquer resistência

Assim, o arrastamento do ar pela sua rotação desempenha o papel principal na inobservabilidade da rotação da Terra. Esta opinião foi partilhada pela maioria dos copernicanos no século XVI.

Galileu Galilei.

Os defensores do infinito do Universo no século XVI também foram Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrici - todos apoiaram a hipótese da rotação da Terra em torno de seu eixo (e os dois primeiros também em torno do Sol). Christoph Rothmann e Galileo Galilei acreditavam que as estrelas estavam localizadas a diferentes distâncias da Terra, embora não falassem explicitamente sobre o infinito do Universo. Por outro lado, Johannes Kepler negou o infinito do Universo, embora fosse um defensor da rotação da Terra.

O Contexto Religioso do Debate sobre a Rotação da Terra

Uma série de objeções à rotação da Terra foram associadas às suas contradições com o texto da Sagrada Escritura. Essas objeções eram de dois tipos. Primeiramente foram citados alguns lugares da Bíblia para confirmar que é o Sol quem faz o movimento diário, por exemplo:

O sol nasce e o sol se põe, e corre para o seu lugar onde nasce.

Neste caso, a rotação axial da Terra estava sob ataque, uma vez que o movimento do Sol de leste para oeste faz parte da rotação diária do céu. Uma passagem do livro de Josué tem sido frequentemente citada neste contexto:

Jesus clamou ao Senhor no dia em que o Senhor entregou os amorreus nas mãos de Israel, quando os feriu em Gibeão, e eles foram espancados diante da face dos filhos de Israel, e disse diante dos israelitas: Pare, o o sol está sobre Gibeon, e a lua está sobre o vale de Avalon.

Como o comando de parar foi dado ao Sol, e não à Terra, concluiu-se daí que era o Sol quem fazia o movimento diário. Outras passagens foram citadas em apoio à imobilidade da Terra, tais como:

Você estabeleceu a terra sobre bases sólidas; ela não será abalada para todo o sempre.

Essas passagens foram consideradas contrárias tanto à noção de rotação da Terra em torno de seu eixo quanto à revolução em torno do Sol.

Os defensores da rotação da Terra (notadamente Giordano Bruno, Johannes Kepler e especialmente Galileo Galilei) defenderam-na em diversas frentes. Em primeiro lugar, salientaram que a Bíblia foi escrita numa linguagem compreensível para as pessoas comuns e que, se os seus autores tivessem dado formulações cientificamente claras, não teria sido capaz de cumprir a sua principal missão religiosa. Assim, Bruno escreveu:

Em muitos casos, é tolo e inconveniente apresentar muitos argumentos de acordo com a verdade, em vez de de acordo com o caso e a conveniência dados. Por exemplo, se em vez das palavras: “O sol nasce e nasce, passa pelo meio-dia e se inclina para Aquilon” - o sábio disse: “ A terra está chegando em círculo para leste e, saindo do sol que se põe, inclina-se para os dois trópicos, de Câncer ao Sul, de Capricórnio a Aquilo”, então os ouvintes começavam a pensar: “Como? Ele diz que a terra está se movendo? O que é esta notícia? No final, eles o considerariam um tolo, e ele realmente teria sido um tolo.

Essas respostas foram dadas principalmente a objecções relativas movimento diurno Sol. Em segundo lugar, observou-se que algumas passagens da Bíblia deveriam ser interpretadas alegoricamente (ver o artigo Alegorismo bíblico). Assim, Galileu observou que se a Sagrada Escritura for interpretada inteiramente ao pé da letra, então acontece que Deus tem mãos, está sujeito a emoções como a raiva, etc. da Terra era que a ciência e a religião têm objetivos diferentes: a ciência considera os fenômenos do mundo material, guiada pelos argumentos da razão, o objetivo da religião é o aperfeiçoamento moral do homem, sua salvação. Galileu citou o Cardeal Baronio a este respeito, dizendo que a Bíblia ensina como ascender ao céu, não como os céus são feitos.

Esses argumentos foram considerados Igreja Católica pouco convincente, e em 1616 a doutrina da rotação da Terra foi banida, e em 1631 Galileu foi condenado pelo tribunal da Inquisição por sua defesa. Contudo, fora de Itália, esta proibição não teve um impacto significativo no desenvolvimento da ciência e contribuiu principalmente para a queda da autoridade da própria Igreja Católica.

Deve-se acrescentar que os argumentos religiosos contra o movimento da Terra foram apresentados não apenas por líderes religiosos, mas também por cientistas (por exemplo, Tycho Brahe). Por outro lado, o monge católico Paolo Foscarini escreveu um pequeno ensaio “Carta sobre as opiniões dos pitagóricos e de Copérnico sobre a mobilidade da Terra e a imobilidade do Sol e sobre o novo sistema pitagórico do universo” (1615), onde expressou considerações próximas de Galileu, e o teólogo espanhol Diego de Zuniga chegou a usar a teoria de Copérnico para interpretar algumas passagens das Escrituras (embora mais tarde tenha mudado de ideia). Assim, o conflito entre a teologia e a doutrina do movimento da Terra não foi tanto um conflito entre a ciência e a religião como tal, mas sim um conflito entre os antigos (já obsoletos no início do século XVII) e os novos princípios metodológicos. ciência subjacente.

Significado da hipótese da rotação da Terra para o desenvolvimento da ciência

A compreensão dos problemas científicos levantados pela teoria da rotação da Terra contribuiu para a descoberta das leis mecânica clássica e a criação de uma nova cosmologia, que se baseia na ideia do infinito do universo. Discutidas durante este processo, as contradições entre esta teoria e a leitura literal da Bíblia contribuíram para a demarcação entre ciências naturais e religião.

Notas

Literatura

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Por que o dia e a noite mudam? Claro, você já viu nascer e pôr do sol mais de uma vez. Por que você acha que eles acontecem? O sol para de brilhar? Um experimento simples ajudará você a entender isso. Se uma lanterna acesa for direcionada para a lateral de um globo escolar comum em uma sala escura, metade ficará iluminada e a outra metade ficará na sombra. Da mesma forma, os raios do Sol iluminam nosso planeta na escuridão eterna do espaço.

O eixo imaginário da Terra segue em linha reta do Pólo Norte ao Sul. A Terra gira em torno dela de oeste para leste e expõe o Sol de um lado e depois do outro. No lado iluminado - dia, no lado oposto ao mesmo tempo - noite. em torno de seu eixo determina a mudança do dia e da noite.

A Terra dá uma rotação completa em torno de seu eixo em 23 horas e 56 minutos, ou seja, em um dia. Um dia é uma unidade de tempo aproximadamente igual ao período de rotação da Terra em torno de seu eixo. O dia costuma ser dividido em noite, manhã, tarde e noite.

horário padrão

Devido à rotação da Terra em torno de seu eixo, a hora do dia nas diferentes partes do globo não pode ser a mesma. Portanto, por conveniência, foram introduzidos fusos horários: superfície da Terra dividido por meridianos em 24 zonas a cada 15 graus de longitude.

A hora do dia dentro do mesmo fuso horário é chamada cinto. A diferença horária entre as zonas é de uma hora. A origem dos fusos horários é considerada o meridiano de Greenwich que passa pela cidade de Greenwich (não muito longe de Londres, onde está localizado o Observatório de Greenwich). A partir dele, os cinturões são contados a leste. Em outras palavras, ao mudar para sentido leste horário padrão aumenta, e no oeste - diminui.

Se são 12 horas em Greenwich, então são 13 horas na primeira zona a leste e 11 horas na primeira zona a oeste. O início de um novo dia é considerado o 12º fuso horário. Assim, quando em Extremo Oriente um novo dia começa, no Hemisfério Ocidental o anterior ainda dura.

Em 2011, o Presidente do nosso país assinou uma lei federal sobre a atribuição de nove fusos horários na Rússia. Os limites destas zonas são determinados tendo em conta os limites das repúblicas, territórios e regiões Federação Russa. O fuso horário está definido para a mesma hora. No mesmo 2011, a transição para o inverno foi cancelada no território da Rússia.

O período de revolução da Terra em torno de seu eixo é um valor constante. Astronomicamente, é igual a 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. No entanto, os cientistas não levaram em conta o erro insignificante, arredondando esses números para 24 horas, ou um dia terrestre. Uma dessas revoluções é chamada de rotação diária e ocorre de oeste para leste. Para uma pessoa da Terra, parece que a manhã, a tarde e a noite se substituem. Em outras palavras, o nascer, o meio-dia e o pôr do sol do Sol coincidem completamente com a rotação diária do planeta.

Qual é o eixo da Terra?

O eixo da Terra pode ser representado mentalmente como uma linha imaginária em torno da qual gira o terceiro planeta a partir do Sol. Este eixo atravessa a superfície da Terra em dois pontos constantes - nos pólos geográficos Norte e Sul. Se, por exemplo, continuarmos mentalmente a direção do eixo da Terra para cima, ele passará próximo à Estrela Polar. Aliás, isso explica a imobilidade da Estrela Polar. É criado o efeito de que a esfera celeste se move em torno de um eixo e, portanto, em torno desta estrela.

Também parece para uma pessoa da Terra que o céu estrelado gira na direção de leste para oeste. Mas isso não. O movimento aparente é apenas um reflexo da verdadeira rotação diurna. É importante saber que nosso planeta participa simultaneamente não de um, mas de pelo menos dois processos. Ele gira em torno do eixo da Terra e faz um movimento orbital em torno do corpo celeste.

O movimento aparente do Sol também é um reflexo do verdadeiro movimento do nosso planeta em sua órbita ao seu redor. Como resultado, primeiro vem o dia e depois a noite. Observe que um movimento é impensável sem o outro! Estas são as leis do universo. Além disso, se o período de revolução da Terra em torno de seu eixo for igual a um dia terrestre, então o tempo de seu movimento em torno de um corpo celeste é um valor variável. Vamos descobrir o que influencia esses indicadores.

O que afeta a velocidade de rotação orbital da Terra?

O período de revolução da Terra em torno de seu eixo é um valor constante, o que não pode ser dito sobre a velocidade com que planeta azul move-se em órbita ao redor da estrela. Durante muito tempo, os astrónomos pensaram que esta velocidade era constante. Acontece que não! Atualmente, graças aos instrumentos de medição mais precisos, os cientistas encontraram um ligeiro desvio nos valores obtidos anteriormente.

A razão para esta variabilidade é o atrito que ocorre durante as marés. É isso que afeta diretamente a diminuição da velocidade orbital do terceiro planeta a partir do Sol. Por sua vez, os altos e baixos são consequência da ação sobre a Terra de seu satélite permanente - a Lua. Uma pessoa não percebe tal revolução do planeta em torno do corpo celeste, bem como o período de rotação da Terra em torno de seu eixo. Mas não podemos deixar de prestar atenção à primavera dando lugar ao verão, ao verão ao outono e ao outono ao inverno. E isso acontece o tempo todo. Esta é a consequência movimento orbital planeta, com duração de 365,25 dias, ou um ano terrestre.

É importante notar que a Terra se move de forma desigual em relação ao Sol. Por exemplo, em alguns pontos está mais próximo do corpo celeste e em outros está mais distante dele. E mais uma coisa: a órbita ao redor da Terra não é um círculo, mas uma oval, ou uma elipse.

Por que uma pessoa não percebe a rotação diária?

Uma pessoa nunca será capaz de perceber a rotação do planeta enquanto estiver em sua superfície. Isso se deve à diferença entre o nosso tamanho e o do globo - é grande demais para nós! O período de revolução da Terra em torno de seu eixo não poderá ser percebido de forma alguma, mas será possível sentir: o dia será substituído pela noite e vice-versa. Isso já foi discutido acima. Mas o que aconteceria se o planeta azul não pudesse girar em torno do seu eixo? E aqui está: de um lado da Terra haveria dia eterno, e do outro - noite eterna! Terrível, não é?

É importante saber!

Assim, o período de revolução da Terra em torno de seu eixo é de quase 24 horas, e o tempo de sua “viagem” ao redor do Sol é de cerca de 365,25 dias (um ano terrestre), já que esse valor não é constante. Chamamos a atenção para o fato de que, além dos dois movimentos considerados, a Terra também participa de outros. Por exemplo, ela, junto com o resto dos planetas, se move em relação à Via Láctea - nossa galáxia nativa. Por sua vez, faz algum movimento em relação a outras galáxias vizinhas. E tudo acontece porque nunca houve e nunca haverá nada imutável e imóvel no Universo! Isso deve ser lembrado pelo resto da vida.

Ciência e educação

Terra gira em torno de um eixo que passa pelos pólos Norte e Sul do planeta. A direção de rotação é de oeste para leste. Portanto, quando visto da superfície da Terra, parece que todo o céu gira na direção oposta - de leste para oeste.

Para determinar a duração de uma revolução da Terra em torno de seu eixo e, consequentemente, a velocidade de sua rotação, primeiro é necessário determinar em relação a qual objeto externo as revoluções são consideradas. Esse objeto pode ser:

Sol. Neste caso, a duração de uma revolução é chamada de dia solar verdadeiro, e sua duração varia ao longo do ano devido à elipticidade da órbita da Terra em relação ao Sol.
Sol Médio(um ponto condicional movendo-se uniformemente ao longo do equador celeste com a mesma velocidade média que o verdadeiro Sol ao longo da eclíptica). Neste caso, a duração de uma revolução é igual a um dia - 24 horas.
ponto do equinócio vernal(a intersecção do equador celeste e da eclíptica, a origem das coordenadas celestes). Neste caso, uma revolução leva 23 horas 56 minutos 4,09053 segundos - este é o chamado dia sideral. Muitas vezes, neste caso, falam de rotação em relação às estrelas, mas isso não é totalmente preciso.
Estrelas e quasares distantes. Devido à precessão do eixo da Terra, observa-se o efeito da precessão dos equinócios, a cada ano o equinócio vernal está 50,3 "à frente das estrelas. Como resultado, uma revolução da Terra em relação às estrelas leva cerca de um centésimo de segundo a mais que um dia sideral, ou seja, T = 23 horas 56 minutos 4,09971 segundos.

Como a melhor aproximação ao referencial inercial é dada por estrelas distantes e quasares, é em relação a eles que a velocidade angular de rotação da Terra como corpo físico deve ser determinada. Isso é:

ω = 2π/T = 7,292115078 10-5 s-1.

Levando em consideração o raio equatorial da Terra R = 6.378.245 m, a velocidade linear de rotação da Terra no equador é:

v \u003d ωK \u003d 465,10897 m / s.

A velocidade linear de rotação diminui com a distância do equador. A uma latitude de 60°, torna-se metade do tamanho ( cos 60° = 0,5) e desaparece nos pólos.

en.wikipedia.org - Wikipedia: Dia sideral;
en.wikipedia.org - Wikipedia: Prelúdio aos equinócios;
en.wikipedia.org - Wikipedia: Terra.

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Fui demitido, ou melhor, não apenas demitido, mas como se não trabalhasse na empresa! Meu cargo foi retirado do quadro de funcionários, o contrato de trabalho nunca foi entregue, nem um único salário foi pago durante 2 meses! O que eu faço
Resposta: As ações do empregador são ilegais. Se você começou a trabalhar com conhecimento e em nome do empregador,

Após a demissão, foi exigido um certificado 2-NDFL. Mas o ex-empregador disse que não era obrigado a entregá-lo para que eu pudesse ir à repartição de finanças e levar lá os certificados necessários! Ele está certo
As ações do ex-empregador são ilegais. O empregador deve emitir-lhe um certificado no prazo de três dias úteis.