I movimenti della terra
ROTAZIONE RIVOLUZIONE MOTI MILLENARI PRECESSIONE DEGLI EQUINOZI SPOSTAMENTO LINEA APSIDI VARIAZIONE INCLINAZIONE ASSE TERRESTRE VARIAZIONE ECCENTRICITA ORBITA TERRESTRE
ROTAZIONE GIORNO SIDEREO (OVEST-EST DIRETTO) VELOCITA ANGOLARE : uguale per ciascun punto (gradi/s) VELOCITA LINEARE : varia sulla superficie terrestre (m/s)- nulla ai poli, max all equatore (465 m/s) Rallentamento?????
PROVE FISICHE Guglielmini ( 1791 Bologna) Il fisico e astronomo G. B. Guglielmini fece un esperimento lanciando dalla Torre degli Asinelli di Bologna dei corpi: partendo da un altezza di 100m, essi cadevano spostati verso est di 17mm rispetto alla posizione che avrebbero assunto se fossero caduti verticalmente. Qualsiasi corpo posto sulla Terra partecipa al suo moto di rotazione, e finisce per essere trascinato da ovest verso est con una velocità lineare tanto maggiore quanto più in alto esso si trova. Foucault( 1851 Parigi) Nel 1851 il fisico francese Léon Foucault sospese alla cupola del Panthéon di Parigi ad un altezza di 68m, attraverso un perno girevole, una sfera di bronzo del peso di 28 Kg e la fece oscillare. La sfera era dotata di una punta, che lasciava una traccia sul pavimento sottostante cosparso di sabbia. La punta non ripassava mai nello stesso solco, ma ne tracciava sempre di nuovi, come se il piano di oscillazione ruotasse da est verso ovest rispetto al suolo. Ma dal momento che già Galileo aveva dimostrato che il piano di oscillazione di un pendolo resta costante, se me doveva dedurre che a ruotare era in realtà stato il pavimento, e cioè più in generale la Terra, da ovest verso est.
CONSEGUENZE DELLA ROTAZIONE TERRESTRE Alternarsi di e notte Moto apparente sfera celeste Forza centrifuga e variazioni accelerazione gravità Forza Coriolis
Alternarsi di e notte Circolo di illuminazione Atmosfera (alba e crepuscolo) http://www.fourmilab.ch (circolo di illuminazione in tempo reale)
Il crepuscolo: Per la presenza dell atmosfera che provoca fenomeni di diffusione, il passaggio dal dì alla notte non avviene bruscamente (come ad esempio sulla Luna), ma gradualmente. La fascia di passaggio dal dì alla notte è rappresentata dai crepuscoli, la cui durata aumenta con la latitudine perchè i raggi solari, essendo più inclinati, devono attraversare uno strato di atmosfera maggiore.
Moto apparente sfera celeste Movimento da est vs ovest (23 h 56 min) La Sfera celeste sembra ruotare in 24 ore da est verso ovest, trascinando con sé le stelle, che apparentemente non sembrano cambiare le loro posizioni reciproche (in realtà a causa del moto di rivoluzione questo accade, ma a causa dell enorme distanza delle stelle l entità del fenomeno è minima).
Forza centrifuga e variazioni accelerazione gravita Forza Centrifuga : forza apparente che agisce in direzione perpendicolare all asse di rotazione ed è diretta verso l esterno Contrasta la forza di attrazione gravitazionale (solo all equatore)
Variazione dell accelerazione di gravità con la latitudine: Schiacciamento polare Forza centrifuga (rotazione) Aumenta con la latitudine perché procedendo verso i poli si riduce la distanza dal centro della terra (C ) a causa dello schiacciamento polare e diminuisce il valore della forza centrifuga F cf = mω 2 r ω = la velocità angolare m = massa r = distanza dall asse di rotazione
Forza di Coriolis- Legge di Ferrel Deviazione verso dx (emisfero N) Deviazione vs sn (emisfero S) L intensità della deviazione aumenta dall Equatore verso i Poli La direzione non cambia se il corpo si sposta fra punti situati esattamente sullo stesso parallelo
La forza di Coriolis la velocità lineare di rotazione di ogni punto della Terra diminuisce con la latitudine: massima all equatore, vale zero ai poli. Quindi un corpo che parta dall equatore e si sposti ad esempio verso il Polo Nord attraverserà regioni che possiedono velocità lineare di rotazione sempre minore: esso però tende a conservare la sua velocità iniziale (legge d inerzia) e quindi guadagnerà spazio, finendo per spostarsi sempre più verso la sua destra.
Descritta per la prima volta dal fisico francese G. Coriolis nel 1835: si tratta di una forza apparente che possiede ogni corpo libero di muoversi sulla superficie terrestre non parallelamente all equatore. Questo fenomeno interessa ad esempio le masse d aria o le correnti marine in movimento, e il valore della deriva dipende innanzitutto dalla latitudine, ma è tanto più evidente quanto maggiore è la velocità del corpo.
Moto di Rivoluzione
Inclinazione dei raggi solari nel corso dell anno: solstizi ed equinozi 21/3 Equinozio Primavera 23/9 Equinozio di Autunno Circolo di illuminazione tangente ai poli Sole allo zenit all Equatore 21/6 Solstizio d estate 22/12 Solstizio d Inverno Il circolo di illuminazione passa alla massima distanza dai poli
L alternanza delle stagioni
Le zone astronomiche L alternanza delle stagioni: le stagioni astronomiche sono i periodi di tempo compresi tra un equinozio e il solstizio che lo segue o tra un solstizio e l equinozio successivo Stagioni invertite nei due emisferi Diversa durata Diverse condizioni di illuminazione e di inclinazione dei raggi solari
Conseguenze moto di Rivoluzione Aberrazione stellare Quando osserviamo una stella con un telescopio dobbiamo spostarlo un po più avanti rispetto alla congiungente (angolo di aberrazione) Giorno solare giorno sidereo Moto apparente del sole sulla sfera celeste Sembra che il Sole descriva sulla sfera celeste un circolo massimo chiamato Eclittica passando davanti alle dodici costellazioni dello Zodiaco
23h 56m 4s, "la durata effettiva della rotazione terrestre" o giorno sidereo: tempo trascorso tra un passaggio di una stella e l altro su un determinato meridiano. Se però facciamo la stessa osservazione riferendoci al Sole conteremo un tempo lievemente maggiore, circa 24h che costituiscono il giorno solare. Perché? Tale ritardo sta nel fatto che mentre la terra ruota, è soggetta anche al moto di rivoluzione attorno al Sole. Giorno sidereo: 23 ore 56 minuti Giorno solare : 24 ore (valore medio)
Moti millenari piccoli cambiamenti osservabili in tempi molto lunghi Moto conico dell asse che causa la precessione degli equinozi Doppio moto conico dell asse terrestre (26.000 anni) causato dalla attrazione della Luna e del Sole sul rigonfiamento equatoriale
L asse terrestre si sposta ogni anno di 50 di arco ogni anno Anche gli equinozi ( e i solstizi) si spostano. Anticipo di 20 minuti l anno. La terra si ritrova nella posizione di equinozio dopo 359 59 10 anziché 360.
Ogni 12.900 anni circa, il solstizio d'estate si verifica in posizione diametralmente opposta a quanto succedeva prima Anno sidereo: 365d 6h 9min 9,5s (stesso pto zodiaco): reale Anno solare: 365 d 5h 48min 46 s 8due equinozi): più breve Anno civile: 365 d (-6h) (anno bisestile= 6 x 4 )
A causa della precessione lunisolare, la stella che indica il Nord non è sempre stata la Stella polare Tra 13000 anno sarà Vega
Altri moti millenari: azione gravitazionale esercitata da vari corpi del sistema solare NUTAZIONI= oscillazioni regolari asse SPOSTAMENTO LINEA APSIDI La linea che congiunge il perielio e l afelio (asse maggiore) è detta linea degli apsidi. Essa ruota di 11,6 anno in senso antiorario effettuando un giro completo in 117.000 anni. Combinato con la precessione degli equinozi ne abbrevia il periodo da 26.000 a 21.000 anni
La variazione dell eccentricità dell orbita Cambia la differenza tra le distanze afeliosole e perieliosole.
La variazione dell inclinazione dell asse Da 24 20 a 21 55 (oggi 23 27 )