지구의 회전 운동은 서쪽 동쪽 방향으로 지구의 축 주위 한 저 지구가 실행되고 구체적 언젠가 23시간 약 56 분에서 3.5 초 동안 지속.
이 움직임은 태양 주위의 변환과 함께 지구가 가지고있는 가장 중요한 것입니다. 특히 회전 운동은 낮과 밤을 불러 일으키기 때문에 생명체의 일상 생활에 큰 영향을 미칩니다.
그림 1. 지구의 움직임 덕분에 한 영역은 조명 (낮)으로 유지되고 다른 영역은 밤에 유지됩니다. 출처 : Pixabay.
따라서 각 시간 간격에는 일반적으로 낮이라고 불리는 일정한 양의 태양 조명이 있고 햇빛이나 밤이 없습니다. 낮은 온난화의 기간이고 밤은 냉각 기간이기 때문에 지구의 자전은 또한 온도의 변화를 가져옵니다.
이러한 상황은 행성에 거주하는 모든 생명체의 이정표를 표시하여 생활 습관 측면에서 다양한 적응을 일으 킵니다. 이에 따르면 기업들은 그들의 관습에 따라 활동과 휴식의 기간을 정하고 환경의 영향을받는다고한다.
분명히 밝고 어두운 영역은 움직임이 발생함에 따라 변합니다. 원주가있는 360도를 하루가 둥글게되는 24 시간 사이를 나누면 지구는 1 시간 만에 서동쪽으로 15도 회전 한 것을 알 수 있습니다.
따라서 서쪽으로 15º 이동하면 한 시간 빨라지고 동쪽으로 이동하면 반대가됩니다.
자체 축에서 지구의 자전 속도는 적도에서 1600km / h로 추정되었으며, 그 결과 극점에 가까워지면 회전축에서 바로 상쇄 될 때까지 감소합니다.
특성 및 원인
지구가 축을 중심으로 회전하는 이유는 태양계의 기원에 있습니다. 아마도 태양은 중력이 우주를 채우는 무정형 물질로부터 탄생을 가능하게 한 후에 만 오랜 시간을 보냈을 것입니다. 형성되면서 태양은 원시 물질 구름이 제공하는 회전을 얻었습니다.
별을 일으킨 일부 물질은 행성을 만들기 위해 태양 주위에 압축되어 원래 구름의 각운동량을 공유했습니다. 이런 식으로 모든 행성 (지구 포함)은 반대 방향으로 회전하는 금성과 천왕성을 제외하고는 서동 방향으로 자체 회전 운동을합니다.
어떤 사람들은 천왕성이 비슷한 밀도의 다른 행성과 충돌했으며 그 충격으로 인해 축과 회전 방향이 변경되었다고 믿습니다. 금성에서 기체 조수의 존재는 시간이 지남에 따라 회전 방향이 천천히 반전되는 이유를 설명 할 수 있습니다.
각운동량
각운동량은 회전에서 평행 운동량을 의미합니다. 지구와 같이 고정 된 축을 중심으로 회전하는 물체의 경우 크기는 다음과 같이 지정됩니다.
이 방정식에서 L은 각운동량 (kg.m 2 / s), I는 관성 모멘트 (kg.m 2 ), w는 각속도 (라디안 / s)입니다.
각운동량은 시스템에 작용하는 순 토크가없는 한 보존됩니다. 태양계 형성의 경우, 태양과 행성을 일으킨 물질은 어떤 힘도 외부 토크를 일으키지 않는 고립 된 시스템으로 간주됩니다.
운동이 해결됨
지구가 완벽한 구체이고 강체처럼 행동하고 제공된 데이터를 사용한다고 가정하면, 회전 각운동량은 a) 자체 축을 중심으로 b) 태양을 중심으로 병진 운동을 할 때 찾아야합니다.
해결책
a) 먼저 반지름 R과 질량 M의 구체로 간주되는 지구의 관성 모멘트를 가져야합니다.
각속도는 다음과 같이 계산됩니다.
여기서 T는 이동 기간이며,이 경우 24 시간 = 86400 초이므로 다음과 같습니다.
자체 축을 중심으로 한 회전의 각 운동량은 다음과 같습니다.
b) 태양 주위의 병진 운동과 관련하여 지구는 관성 모멘트가 I = MR 2 m 인 점 물체로 간주 될 수 있습니다.
1 년에 365 × 24 × 86400 s = 3.1536 × 10 7 s이며, 지구의 궤도 각속도는 다음과 같습니다.
이 값으로 지구의 궤도 각운동량은 다음과 같습니다.
회전 운동의 결과
위에서 언급했듯이 낮과 밤의 연속은 빛과 온도의 시간에 따라 각각의 변화와 함께 지구의 자전 운동의 가장 중요한 결과입니다. 그러나 그 영향은 다음과 같은 결정적인 사실을 약간 넘어선 다.
-지구의 자전은 행성의 모양과 밀접한 관련이 있습니다. 지구는 당구 공처럼 완벽한 구체가 아닙니다. 회전함에 따라 힘이 발생하여이를 변형시켜 적도에서 부풀어 오르고 극에서 평평 해집니다.
-지구의 변형은 다른 장소에서 중력 가속도 g 값에 작은 변동을 일으 킵니다. 예를 들어, g의 값은 적도보다 극에서 더 큽니다.
-회전 운동은 해류의 분포에 큰 영향을 미치고 공기와 물의 질량이 시계 방향 (북반구) 및 반대 방향 (남반구)으로.
-지구의 다른 지역이 태양에 의해 비춰 지거나 어두워지기 때문에 각 장소에서 시간의 흐름을 조절하기 위해 시간대가 만들어졌습니다.
코리올리 효과
코리올리 효과는 지구 자전의 결과입니다. 가속도는 모든 회전에 존재하기 때문에 지구는 관성 기준 프레임으로 간주되지 않으며, 이는 뉴턴의 법칙을 적용하는 데 필요한 것입니다.
이 경우, 자동차 탑승자가 곡선을 그리며 한쪽으로 방향을 돌리고 있다고 느낄 때 느끼는 원심력과 같이 물리적 인 힘이 아닌 소위 의사 힘이 나타납니다.
그 효과를 시각화하려면 다음 예를 고려하십시오. 플랫폼에 두 사람 A와 B가 시계 반대 방향으로 회전하고 있으며 둘 다 그에 대해 정지되어 있습니다. 사람 A가 사람 B에게 공을 던졌지 만 공이 B가 있던 곳에 도달하면 이미 이동 한 것이므로 공은 B 뒤를지나면서 거리 s만큼 굴절됩니다.
그림 2. 코리올리 가속은 공이 경로를 측면으로 편향시킵니다.
이 경우 원심력은 책임이 없으며 이미 중심에서 작동합니다. 이것은 코리올리 힘이며, 그 효과는 공을 측면으로 편향시키는 것입니다. A와 B는 회전축에서 다른 거리에 있기 때문에 상승 속도가 다릅니다. B의 속도는 더 크고 다음과 같이 지정됩니다.
코리올리 가속도 계산
코리올리 가속은 기단의 운동에 상당한 영향을 미치므로 기후에 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 기류와 해류가 어떻게 움직이는 지 연구하는 것을 고려하는 것이 중요합니다.
사람들은 움직이는 회전 목마와 같이 회전하는 플랫폼을 걸을 때도 경험할 수 있습니다.
이전 그림에 표시된 경우 중력을 고려하지 않고 플랫폼 외부의 관성 기준 시스템에서 움직임을 시각화한다고 가정합니다. 이 경우 움직임은 다음과 같습니다.
그림 3. 관성 기준 시스템에서 본 공의 발사. 따라 오는 경로는 직선입니다 (중력은 고려되지 않음).
사람 B의 원래 위치에서 볼이 경험하는 편차는 다음과 같습니다.
그러나 R B - R = 버몬트, 다음 :
s = ω. (vt). t = ω vt 2
초기 속도가 0이고 가속이 일정한 움직임입니다.
코리올리 = 2ω .V
참고 문헌
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