I movimenti della terra

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Categoria:	Geografia Astronomica
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UNA SERIE COMPLESSA DI MOVIMENTO
Sono: moto di rotazione intorno al proprio asse,e quello di rivoluzione attorno al Sole ma ne effettua altri detti moti millenari.
Infine la terra è coinvolta nel moto di traslazione che l’intero sistema solare compie e nel moto di recessione della galassia da tutte le altre.
CARATTERISTICHE DEL MOVIMENTO DI ROTAZIONE TERRESTRE
La terra compie una rotazione completa intorno al proprio asse in 23h 56m e 4s detto giorno sidereo.
Il movimento è in senso antiorario. Ogni punto della terra compie un moto di 360 gradi in un giorno sidereo,cioè i punti della terra hanno stessa velocità angolare.
Ciascun punto della terra pero compie in un giorno una circonferenza di lunghezza diversa a seconda della latitudine.
Di conseguenza la velocità lineare varia in base alla latituidine.
Un corpo si muove tanto più velocemente quanto più si trova lontano dall’asse di rotazione.
La rotazione terrestre ha una velocità angolare di 15gradi/h poiché la terra ruota di 360 in 23h e 56m. v= w raggioterestre cos0.
PROVE E CONSEGUENZE DEL MOTO DI ROTAZIONE
Questa rotazione non è avvertita da noi perché avviene a velocità e costante e perché l’atmosfera ruota con il pianeta.
ESPERIENZA DI GUGLIELMINI
Fece cadere un peso dalla torre degli Asinelli e vide che il grave cadeva scostato verso Est. Il fenomeno è definito deviazione dei gravi in caduta libera.
Esso per la legge d’inerzia tende a mantenere la proprio velocità di spostamento verso Est e quindi non cade in verticale,l’entità dello spostamento aumento con l’altezza e diminuisce al crescere della latitudine (massimo all’equatore e nullo ai poli).
ESPERIENZA DI FOUCAULT
Un pendolo fu appeso tramite un perno girevole alla volta del Pantheon. Alla sfera molto pesante era applicato un stilo che sfiorava il terreno cosparso di sabbia,e girando non provocava sempre lo stesso solco ma a raggera in senso orario. Era noto che il piano d’oscillazione di un pendolo non varia col tempo in un sistema di riferimento si dedusse che era il pavimento a girare. In 24 ore ci fu una rotazione di 272gr,a Parigi occorrono 32 ore per avere una rotazione di 360gr. Se fossimo ai poli vedremo girare in un giorno sidereo esatto,invece all’equatore non girerebbe per nulla perché la verticale del pendolo è perpendicolare all’asse di rotazione terrestre. Il valore dell’angolo di rotazione si determina α=360 sen della latitudine.

MOVIMENTO APPARENTE DELLA SFERA CELESTE E DEL SOLE
Ogni giorno la volta celeste ruota da Est verso Ovest intorno alla stella polare. Al giorno d’oggi sappiamo che le stelle si trovano a distanze molto diverse da noi e se la teoria geocentrica fosse corretta si muoverebbero alla stessa velocità,però cosi le stelle più lontane dalla terra arriverebbero a velocità maggiori della luce,quindi è la Terra che si muove.
VARIAZIONE DELL’ACCELERAZIONE DI GRAVITA’ CON LA LATITUDINE
L’accelerazione di gravità diminuisce andando dai poli all’equatore però lo schiacciamento dei poli non è sufficiente a giustificare la variazione di g.
Il problema si risolve pensando che ogni corpo è soggetto a una forza centrifuga generata dalla rotazione della terra,questa forza si oppone all’attrazione gravitazionale in modo diverso alle diverse latitudini il motivo è duplice: il modulo della forza centrifuga varia in funzione della latitudine ed è massimo all’equatore e nullo ai poli, inoltre all’equatore Fc e Fg hanno verso opposto,mentre alle altre latitudini la forza centrifuga diminuisce a mano a mano che ci si avvicina ai poli.
LEGGE DI FERREL
Per il moto di rotazione un corpo si muove modificando la sua latitudine: verso destra se è nell’emisfero boreale,verso sinistra se è in quello australe,questa forza è definta come forza di Coriolis ed è una forza apparente.
Un corpo che dall’equatore va al polo Nord trova punti con minore velocità lineare rispetto all’equatore,poiché per la legge di inerzia il corpo manterra la velocità di partenza sarà allora in anticipo rispetto ai paralleli per questo andrà verso destra.
Un corpo che dal polo Nord andrà al equatore andrà verso destra anche questa volta.
Nell’emisfero australe il ragionamento è lo stesso però ci sarà uno spostamento verso sinistra.
La deviazione è verso Est per i corpi per i copri che vanno dall’equatore ai poli e verso Ovest per il contrario. La forza di Coriolis è espressa in F= 2mv wsen latitudine.
L’ALTERNANZA DEL DI E DELLA NOTTE
La principale conseguenza della rotazione è l’alternarsi del giorno e della notte,infatti il globo è sempre diviso dal circolo di illuminazione.
In realtà non è una retta ma una zona dove la luce varia e il passaggio tra dì e notte non è brusco per via del crepuscolo.
L’alba e il tramonto ci sono perché i raggi solari che attraversano l’atmosferaproducono fenomeni di diffusione di luce. I primi barlumi si vedono già quando il solo è a 18 gr sotto l’orizzonte,la durata dei crepuscoli dipende dallo spessore di atmosfera,è quindi maggiore alle alte latitudini dove i raggi solari arrivano più inclinati.

CARATTERISTICHE DEL MOVIMENTO DI RIVOLUZIONE TERRESTRE
La Terra esegue un moto di rivoluzione attorno al Sole e il Sole è uno dei fuochi dell’ellittica come dice la prima legge di Keplero.
L’orbita prende il nome di eclittica e permette di individuare un piano su cui si trovano sia il Sole sia la Terra definito come il piano dell’ecclittica. Il nostro pianeta ci impiega 365g cioè un anno sidereo. Il punto di massa distanza Terra- Sole è l’afelio mentre il punto di massima vicinanza è il perielio. La linea che unisce perielio e afelio è la linea degli apsidi.
In conformità alla II legge di Keplero la velocità della Terra non è costante.
L’asse terrestre è inclinato di 66gt rispetto alo piano dell’eclittica e il piano dell’equatore terrestre forma un angolo di 23gr con il piano orbitale.
LE PROVE DEL MOTO DI RIVOLUZIONE
L’aberrazione stellare,l’effetto Doppler e l’effetto di parallasse.
ABERRAZIONE STELLARE ANNUA
Uno scienziato inglese scoprì che le stelle che lui osservava cambiavano nel corso dell’anno ma capì che era un moto apparente causato da quello di rivoluzione terrestre.
Noi osservando una stella con il telescopio inclinato la vediamo in una posizione non reale rispetto a dove è. L’angolo tra la direzione vera e quello del telescopio è detto di aberrazione. La luce e la terra viaggiano a velocità molto diverse tra loro. La direzione verso cui puntiamo il telescopio è il risultato della composizione di due vettori: uno rappresenta la direzione reale l’altro rappresenta la velocità di rivoluzione della Terra. Il raggio stellare ci mette qualche istante per raggiungere l’oculare e intanto noi ci spostiamo e questo fenomeno causa l’aberazione.
Una stella raggiunge la sua distanza massima dalla terra dopo sei mesi quando il vettore del moto della terra ha invertito il suo verso e torna nella sua posizione inziale solo dopo 12 mesi.
Oltre all’aberrazione annua esiste un’abberazione diurna causata dalla rotazione terrestre.
EFFETTO DI PARALLASSE ANNUA ED EFFETTO DOPPLER
Una stella vicina occupa posizioni diverse nel corso dell’anno e questo è spiegato con lo spostamente della Terra da un estremo all’altro della sua orbita. Ed è l’effetto di parallasse,anche qui la stella sembra descrivere un’ellisse che è tanto più schiacciata quanto più essa è vicino al piano dell’ecclittica,il fenomeno si somma all’aberrazione ma è molto meno evidente.
A causa dell’effetto Doppler lo spettro di emissione di una stella presenta variazioni annuali imputabili al fatto che la Terra si muove verso la stella o si allontana da essa.
ALTERNANZA DELLE STAGIONI
Due importanti fenomeni:
- nel corso dell’anno cambia l’inclinazione con cui i raggi solari colpiscono la terra
- nel corso dell’anno si modifica la durata del dì e della notte
occorre individuare quattro posizioni particolari occupate dal nostro pianeta i due solstizi e i due equinozi.
- agli equinozi di primavera e autunno il Sole in culminazione raggiunge lo Zenit all’quatore.
- Al solsitizio d’estate il Sole in culminazione è allo zenit sul parallelo 27gr a Nord dell’equatore che è il Tropico del Cancro
- Al solsitizio d’inverno i raggi del Sole in culminazione arrivano perpendicolari al tropico del Capricorno situato a 23gr a Sud dell’equatore.
L’inclinazione dei raggi solari coincide molto con la temperatura. Se l’ angolo è molto ampio il fascio si distribuisce in una superficio minore riscaldaola maggiormente se è piccolo il fascio luminoso sarà maggiore ma la temperatura minore.
In estate il Sole riscalda il suolo per più ore a differenza dell’inverno.
Nei due emisferi le stagioni sono inverite e con differenze durata: in quello boreale il semestre estivo supera i 7 e 6 ore quello invernale.
In astronomia i solstizi non sono l’inzio della stagione ma la parte centrale di essa.
DIFFERENTE DURATA DEL DI E DELLA NOTTE
Il di e la notte hanno la stessa durata solo nel giorno degli equinozi,durante l hanno hanno durata diversa poiché il circolo di illuminazione taglia i paralleli in due parti diseguali.
Tale comportamento dipende dalla variazione dell’angolo che ce tra l’asse terrestre e il piano individuato dal circolo di illuminazione: nulla negli equinozi e massimo (23gr) nei giorni dei solstizi ed è maggiore con il crescere della latitutudine.
- equatore: 12 ore sia dì che notte per tutto l’anno
- circoli polari: nel giorno di solstizio d’estate il sole non tramonta mentre il quello artico non sorge il primo fenomeno è il sole di mezzanotte
ai poli il di e la notte hanno durata astronomica di sei mesi grande di e grande notte.
Al polo nord il grande di dura dall’equinozio di primazvero fino a quello d’autunno e la grande notte da quello di autunno a quello di primavera,la stessa cosa avviene al polo sud ma a stagioni inverite.
DIVERSA ALTEZZA DEL SOLE
Il Sole alle nostre latitudini percorre un arco massimo al solsitizio estivo e uno minimo al solstizio invernale.
La declinazione solare è l’angolo esistente tra i raggi solari e il piano equatoriale. Le formule sono:
90’- latitudine-declinazione angolare ------→ semestre invenale
90- latitudine + declinazione angolare -----→ semestre estivo
ESISTENZA DELLE ZONE ASTRONOMICHE
Ci sono cinque zone climatiche nel territoria le zone astronomiche:
- la zone torrida tra i due tropici(non c’è differenza tra temperatura diurna e notturna)
- le due zone temperate quella boreale e quella australe tra i tropici e i circoli polari ( solo in questa zona ci sono vere stagioni a causa dell’inclinazione dei raggi e dalla diversa durata di notte e dì)
- le due calotte polari entro i circoli polari (i raggi solari sono molto inclinati anche d’estate e quindi è sempre freddo)
GIORNO SIDEREO E GIORNO SOLARE
Il giorno sidereo è il tempo che la Terra impiega nel compiere una rotazione di 360’ intorno al proprio asse di 23h e 56m.
Viene preso prendendo una stella molto lontana che non ha uno spostamento parallattico significativo.
Il giorno solare ha una durata di 24 ore ha 4 minuti di differenza con quello sidereo.
La differenza: la terra mentre effettua una rotazione completa intorno al proprio asse percorre un tratto della sua orbita intorno al sole. Il percorso angolare medio giornaliero della terra nel suo moto di rivoluzione si puo ricavare sapendo che un’intera rivoluzione terrestre viene completata in un anno: 365/365 circa pari a un giorno.
Per compiere la rotazione di un 1’ la terra impiega circa 4min e si puo scrivere:
360’:23h 56min=1’:x
e viene 4 minuti ma la terra non ha la stessa velocità di rivoluzione è infatti la durata del giorno solare aumenta quando è il perielio.
MOTO APPARENTE DEL SOLE ATTRVAERSO LO ZODIACO
Ogni stella si sposta ogni giorno di 1’grado verso Ovest invece il sole di 1’verso Est in poche parole la volta celeste anticipa il Sole nel sorgere di 4 minuti.
Il Sol compie un moto apparente attraverso le costellazioni della volta celste per tornare alle posizioni di partenza dopo un anno. Se infatti guardiamo il Sole per un anno intero a mezzo giorno il Sole descrive una circonferenza una eclittica.
L’eclittica ci permette di visualizzare lo zodiaco una fascia di costellazioni che il Sole attraversa nell’anno.
MOTI MILLENARI DELLA TERRA
I moti di rivoluzione e rotazione non si ripetono sempre uguali non sono visibili come loro i moti millenari ma portano conseguenze.
MOTO DI PRECESSIONE LUNI-SOLARE
Il Sole e la Luna esercitano la loro gravitazione soprattutto sull’equatore terrestre. Questa azione tende a ridurre l’ampiezza tra angolo equatoriale e piano dell’orbita raddrizzando l’asse terrestre. A questo si oppone il moto di rotazione,la conseguenza è una rotazione dell’asse terrestre che descrive due coni.
Sembra una trottola il moto di rotazione tende a tenerla dritta mentra il rigonfiamento centrale tende a farla cadere. L’asse terrestre descrive il cono in senso orario contrario alla rotazione terrestre poiché l’attrazione luni-solare tende a raddrizzarlo.
L’ampiezza angolare del cono è di 46gr e 54’.
La conseguenza è la precessione degli equinozi anticipati ogni anno di 20 minuti.
Anno sidereo: l’anno che la terra impiega a compiere una rivoluzione di 360gr e anno solare o tropico l’intervallo tra due successivi equinozi o quello di primavera o quello d’estate,l’anno solare è di circa 20 minuti più breve.
Altre conseguenze sono lo spostamento dei Poli celesti quello Nord in senso antiorario e quello Sud in senso orario. La stella polare tra qualche anno non indicherà piu il nord.
Ultima conseguenza è che il solstizio d’estate avviene quando la Terra è in afelio ma tra qualche anno con la Terra cosi avremmo l’equinozio d’autunno, il solstizio d’inverno e l’equinozio di primavera.
Le perturbazioni più mportanti sono le nutazioni dipendono dalla distana variabile Terra e Luna e consistono in oscillazioni che l’asse terrestre compie nel suo moto conico.
ALTRI MOTI MILLENARI
- spostamento della linea degli absidi-
l’attrazione dei pianeti è la causa dello spostamento antiorario della linea degli absidi e modifica le posizioni reciproche degli absidi e quelle degli equinozi e dei solstizi ma in senso antiorario.l’equinozio di primavera si sposta verso il perielio. In conclusione la linea degli absidi e quella degli equinozi vanno una incontro all’altra
- variazione dell’eccentricità dell’orbita-
la variazione deriva dalla modificazione della lunghezza dell’asse minore dell’ellisse e della distanza tra i due fuochi. Si modifica inoltre la distanza Terra-Sole: se l’eccentricità dell’orbita aumenta i due fuochi si allontanano il Sole si avvicina al perielio e la distanza Terra Sole diminuisce il perielio e cresce in afelio.
- variazione dell’inclinazione dell’asse-
l’asse terrestre è inclinato di 23gr e 27’ ma si modifica da un minimo di 21° a un massiamo di 24° e può dipendere dai terremoti.