Moti Moti delladella Terra Terra

Rotazione e Rivoluzione:Rotazione e Rivoluzione:Prove e conseguenzeProve e conseguenze

La Terra compie diversi movimenti.La Terra compie diversi movimenti.

Noi esamineremo solo il movimento di rotazione (intorno Noi esamineremo solo il movimento di rotazione (intorno al proprio asse) e quello di rivoluzione (intorno al Sole).al proprio asse) e quello di rivoluzione (intorno al Sole).

La Terra compie il movimento di rotazione ruotando intorno al proprio asse in 24 ore24 ore.Se osservato dal Polo nord celeste, il nostro pianeta ruota in senso antiorario.Se invece osserviamo la Terra dal Polo sud celeste (con la Stella polare dalla parte opposta), il movimento avviene in senso orario.

MOTO DI ROTAZIONE

Ci sono diverse prove a sostegno del moto di rotazioneCi sono diverse prove a sostegno del moto di rotazione

Prove indirette:Prove indirette:Apparente spostamento diurno dei corpi celesti da est ad ovest;Apparente spostamento diurno dei corpi celesti da est ad ovest;Analogia con gli altri pianeti;Analogia con gli altri pianeti;

MOTO DI ROTAZIONE

Prove dirette:Prove dirette:Esperienza di Guglielmini;Esperienza di Guglielmini;Pendolo di Foucault.Pendolo di Foucault.

ESPERIENZA DI GUGLIELMINI (1791)Guglielmini lascia cadere un peso dalla Torre degli Asinelli di Bologna; il peso non cade sulla verticale individuata con il filo a piombo, ma risulta spostato verso est.

MOTO DI ROTAZIONE

Infatti un corpo libero di muoversi non segue la verticale ma disegna un moto a forma di parabola poiché mentre cade (per la forza di gravità) si sposta anche (per inerzia) nel senso del moto di rotazione con la stessa velocità lineare posseduta nel momento in cui viene lasciato.La velocità lineare di partenza dipende dalla distanza dal centro della Terra.

MOTO DI ROTAZIONE

PENDOLO DI FOUCAULT (1851)Foucault costruì nel Pantheon di Parigi un pendolo lungo 68 m con una massa di 30 kg dotata di una punta che lasciava delle tracce sulla sabbia cosparsa sul pavimento.Col passare del tempo le tracce lasciate dalla punta ruotavano in senso orario compiendo una rotazione completa in 32 ore.

MOTO DI ROTAZIONE

PENDOLO DI FOUCAULT (1851)

Foucault sapeva, dalla Fisica, che il piano di oscillazione di un pendolo rimane costante e quindi concluse che doveva essere il doveva essere il pavimento a ruotare in senso antiorariopavimento a ruotare in senso antiorario.

Ai poli il piano di oscillazione compirebbe un giro completo in 24 ore perché l’asse di rotazione coincide con l’asse del pendolo.

All’equatore il piano di oscillazione del pendolo resterebbe fermo perché il piano di oscillazione sarebbe perpendicolare all’asse di rotazione.

MOTO DI ROTAZIONEConseguenze moto rotazioneConseguenze moto rotazione

Ci sono diverse conseguenze al moto di rotazione. Qui illustreremo solo l’alternarsi del dì e della notte poiché è quella che più incide sulle attività umane.

La metà illuminata della terra è divisa da una metà oscura detta circolo di circolo di illuminazioneilluminazione,, che a causa dell’atmosfera è una fascia, e non una linea, in cui si verificano i crepuscolicrepuscoli.

CrepuscoliCrepuscoliNell’attraversare i vari strati dell’atmosfera, che hanno densità diversa, i raggi solari subiscono una rifrazionerifrazione, ossia vengono deviati dalla loro direzione originaria; quindi essi riescono a colpire anche parte della superficie terrestre che dovrebbe essere invece nell’oscurità completa.

MOTO DI ROTAZIONE

MOTO DI RIVOLUZIONEIl moto di rivoluzione avviene in circa 365 giorni e durante questo movimento Il moto di rivoluzione avviene in circa 365 giorni e durante questo movimento la Terra compie un’orbita ellittica intorno al Sole.la Terra compie un’orbita ellittica intorno al Sole.Se visto dal Polo nord celeste questo movimento avviene in senso antiorario.Se visto dal Polo nord celeste questo movimento avviene in senso antiorario.La lunghezza dell’orbita terrestre è di quasi 938.900.000 km, e la Terra la La lunghezza dell’orbita terrestre è di quasi 938.900.000 km, e la Terra la percorre alla velocità di 106.000 km/h.percorre alla velocità di 106.000 km/h.In accordo con la seconda legge di Keplero, la velocità della Terra In accordo con la seconda legge di Keplero, la velocità della Terra non è non è

costante.costante.

MOTO DI RIVOLUZIONE

Osservando il Sole dalla Terra, sembra che durante l’anno esso descriva sulla Sfera celeste un circolo massimo, chiamato EclitticaEclittica, passando davanti alle 12 costellazioni dello Zodiaco.

Asse terrestreAsse terrestre

L’asse terrestre è inclinato rispetto alla perpendicolare al L’asse terrestre è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell’eclittica in media di piano dell’eclittica in media di 23°27’23°27’

asse

Piano eclittica

equatore

23°27’

MOTO DI RIVOLUZIONE

MOTO DI RIVOLUZIONE

Il diverso riscaldamento dei vari luoghi della superficie terrestre dipende dall’inclinazione dei raggi del Sole e non dalla maggiore o minore vicinanza al Sole

MOTO DI RIVOLUZIONELa conseguenza del movimento di rivoluzione, insieme all’inclinazione dell’asse terrestre è l’alternarsi delle stagionil’alternarsi delle stagioni.

A seconda della posizione nell’orbita di rivoluzione, si possono individuare quattro posizioni principali di illuminazione della Terra

MOTO DI RIVOLUZIONE

11. Il circolo d’illuminazione coincide con un meridiano e passa per entrambi i poli; 22. I raggi solari sono perpendicolari all’Equatore.

Le ore di luce sono pari alle ore di buio sia nell’emisfero nord che nell’emisfero sudLe ore di luce sono pari alle ore di buio sia nell’emisfero nord che nell’emisfero sud

EQUINOZI (21 marzo; 23 settembre)EQUINOZI (21 marzo; 23 settembre)

MOTO DI RIVOLUZIONESOLSTIZI (21 giugno; 22 dicembre)SOLSTIZI (21 giugno; 22 dicembre)

11. I raggi solari perpendicolari al Tropico del Tropico del CancroCancro; 22. Il circolo di illuminazione è tangente ai circoli polari; 33. Il Polo Sud è completamente in ombra mentre il Polo Nord è illuminato per tutte le 24 ore. Nell’emisfero sud si ha la massima durata della Nell’emisfero sud si ha la massima durata della notte e la più breve durata del giornonotte e la più breve durata del giorno.

11. I raggi solari perpendicolari al Tropico del Tropico del CapricornoCapricorno; 22. Il circolo di illuminazione è tangente ai circoli polari; 33. Il Polo Nord è completamente in ombra mentre il Polo Sud è illuminato per tutte le 24 ore. Nell’emisfero nord si ha la massima durata Nell’emisfero nord si ha la massima durata della notte e la più breve durata del giornodella notte e la più breve durata del giorno.

MOTO DI RIVOLUZIONE

La rivoluzione della Terra intorno al Sole e le attuali posizioni degli equinozi e dei solstizi.

MOTO DI RIVOLUZIONE

Il Sole di mezzanotte si può osservare soltanto nei luoghi compresi entro i circoli polari: per tutto l’arco della giornata il Sole si mantiene sopra l’orizzonte.

LE UNITÁ DI MISURA DEL TEMPO

Prendendo in considerazione il moto di rotazione terrestre (quello che la Terra compie attorno al suo asse) e il movimento di rivoluzione (quello che la Terra compie attorno al Sole) si sono create le due principali unità di misura del tempo: il giornogiorno (durata della rotazione) e l'l'annoanno (durata della rivoluzione).

Ci sono più definizioni di giorno e di anno.

Si definiscono innanzitutto un giorno sidèreo e un giorno solare, a seconda che riferiamo la rotazione terrestre a una stella o al Sole.

Il giorno sidèreo o sideralegiorno sidèreo o siderale è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano; la sua durata, pressoché invariabile, è di 23 ore e 56 minuti23 ore e 56 minuti, e corrisponde al tempo impiegato dalla Terra per compiere un'intera rotazione. Infatti si può considerare trascurabile lo spostamento che la Terra effettua, nel contempo, lungo la sua orbita intorno al Sole, data l'enorme distanza, dal sistema solare, della stella presa come punto di riferimento.

LE UNITÁ DI MISURA DEL TEMPO

Il giorno solaregiorno solare è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi del Sole sullo stesso meridiano. Esso è più lungo di circa 4 minuti del giorno sidèreo (e dura perciò all'incirca 24 oreall'incirca 24 ore), non essendo più trascurabile lo spostamento che la Terra compie intorno al Sole mentre effettua la sua rotazione, data la vicinanza di quest'ultimo. Inoltre, il giorno solare non è una misura costante, ma è un po' più lungo in inverno e un po' più corto in estate, poiché varia la velocità del moto di rivoluzione della Terra.

Il giorno solare mediogiorno solare medio, che rappresenta la media aritmetica di tutti i giorni solari di un anno, è invece una misura costante, adatto quindi alle esigenze della vita civile, ed è preso come unità-base per la misurazione del tempo. La sua durata risulta così di 24 ore esatte24 ore esatte, ognuna delle quali (ora solare media) viene suddivisa a sua volta in 60 minuti primi, suddivisi anche questi in 60 minuti secondi.

LE UNITÁ DI MISURA DEL TEMPO

L'anno sidèreo o sideraleL'anno sidèreo o siderale corrisponde all'intervallo di tempo tra due passaggi consecutivi del Sole per uno stesso punto dell'eclittica, riferito a una stella. Misura la durata di una completa rivoluzione della Terra, che è di 365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 10 secondi365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 10 secondi (in giorni solari medi).

L'anno solare o tropico o tropicaleL'anno solare o tropico o tropicale è il periodo di tempo compreso fra due passaggi successivi del Sole all'equinozio di primavera (misura dunque il periodo di tempo intercorrente tra l'inizio della primavera e l'inizio della primavera successiva), e ha una durata di 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 45 secondi365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 45 secondi .

Ed è proprio l'anno solare il periodo a cui si è fatto riferimento per l'istituzione dell'anno anno civilecivile, unità di misura del tempo effettivamente utilizzata e basata su un arrotondamento dell'anno solare per esigenze di praticità. Per questo l'anno civile è sempre costituito da l'anno civile è sempre costituito da un numero intero di giorni, che possono essere 365un numero intero di giorni, che possono essere 365 (nel caso si tratti di un anno comune) o 366366 (nel caso si tratti di un anno bisestile).

Dal 1972 la misurazione del tempo è stata ufficialmente abbinata al numero di oscillazioni atomiche del cesio, che vibra precisamente al ritmo di 9.192.631.770 oscillazioni al secondo. La durata media ufficiale dell'anno è dunque di circa 290.091.200.500.000.000 oscillazioni di cesio,290.091.200.500.000.000 oscillazioni di cesio, equivalenti a 365,242199 giorni.Poiché però la Terra non è così precisa nei suoi movimenti, l'orologio pilota dell'Osservatorio navale degli Stati Uniti, che misura il Coordinated Universal Time, deve essere continuamente ricalibrato quasi ogni anno, in genere con l'aggiunta di qualche secondo, per stare per l'appunto al passo degli effettivi (imprecisi) movimenti della Terra.

LE UNITÁ DI MISURA DEL TEMPO

I FUSI ORARI

A causa della rotazione terrestre, l’l’ora localeora locale, che viene stabilita facendo riferimento al Sole, varia con la longitudine.

I FUSI ORARIEcco i 24 fusi orari in cui è suddivisa la superficie terrestre. Ecco i 24 fusi orari in cui è suddivisa la superficie terrestre.

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