Ruch obrotowy Ziemi – test i pytania, geografia klasa 6

Ziemia wykonuje pełny obrót wokół własnej osi w ciągu 23 godzin 56 minut i 4 sekund, co nazywamy dobą gwiazdową. To właśnie ten ruch odpowiada za cykl dnia i nocy oraz wpływa na kierunek wiatrów i prądów morskich.

Najważniejsze w 30 sekund

• Ziemia obraca się wokół własnej osi z zachodu na wschód.
• Pełny obrót (doba gwiazdowa) trwa 23 godz. 56 min. 4 s.
• Doba słoneczna, używana w zegarach, trwa 24 godziny.
• Ruch obrotowy powoduje zjawisko dnia i nocy oraz siłę Coriolisa.
• Oś Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66,5°.

Czym jest ruch obrotowy Ziemi

Ruch obrotowy to obracanie się Ziemi wokół własnej osi, czyli umownej linii łączącej biegun północny i południowy. Ziemia obraca się z zachodu na wschód, dlatego Słońce, Księżyc i gwiazdy wschodzą na wschodzie, a zachodzą na zachodzie – to efekt naszego ruchu, a nie ruchu ciał niebieskich wokół Ziemi.

Pełny obrót względem gwiazd, zwany dobą gwiazdową, trwa 23 godziny 56 minut i 4 sekundy. W praktyce posługujemy się dobą słoneczną, trwającą 24 godziny – jest nieco dłuższa, ponieważ w tym czasie Ziemia przesuwa się też po swojej orbicie wokół Słońca, więc musi obrócić się odrobinę więcej, by Słońce ponownie znalazło się w tym samym miejscu na niebie.

Prędkość obrotu Ziemi na równiku wynosi około 1670 km/h, ale maleje w kierunku biegunów, gdzie spada niemal do zera dokładnie na biegunach, które leżą na osi obrotu i praktycznie się nie przemieszczają.

Dzień i noc jako skutek ruchu obrotowego

Ponieważ Ziemia jest kulista, a Słońce oświetla ją tylko z jednej strony, w danym momencie połowa globu jest oświetlona (dzień), a druga pogrążona w cieniu (noc). Ruch obrotowy sprawia, że granica między dniem a nocą, zwana linią terminatora, przesuwa się po powierzchni Ziemi, powodując codzienną zmianę pory doby w każdym miejscu na świecie.

Długość dnia i nocy zależy nie tylko od ruchu obrotowego, ale też od szerokości geograficznej i pory roku, co wiąże się z nachyleniem osi Ziemi do płaszczyzny orbity (66,5°, czyli kąt 23,5° od pionu). Na równiku dzień i noc trwają zawsze mniej więcej po 12 godzin, natomiast w strefach podbiegunowych występują zjawiska dnia polarnego i nocy polarnej, gdy Słońce nie zachodzi lub nie wschodzi przez wiele dób.

Z ruchu obrotowego wynika też podział Ziemi na strefy czasowe – ponieważ pełny obrót to 360° w ciągu 24 godzin, co godzinę Ziemia obraca się o 15°, dlatego wyznaczono 24 strefy czasowe różniące się między sobą zazwyczaj o jedną godzinę.

Siła Coriolisa i spłaszczenie Ziemi

Ruch obrotowy Ziemi powoduje powstanie siły Coriolisa, która odchyla poruszające się ciała (wiatry, prądy morskie, pociski) na półkuli północnej w prawo, a na półkuli południowej w lewo. To dzięki niej wiatry wiejące z wyżu do niżu nie poruszają się po linii prostej, lecz zakrzywionym torze, co wpływa na kształtowanie się cyklonów i antycyklonów.

Innym skutkiem ruchu obrotowego jest spłaszczenie Ziemi na biegunach i wybrzuszenie na równiku – siła odśrodkowa powstająca przy obrocie powoduje, że promień równikowy Ziemi (6378 km) jest o około 21 km większy niż promień biegunowy (6357 km). Z tego powodu Ziemia nie jest idealną kulą, lecz ma kształt zbliżony do elipsoidy obrotowej. Dokładniejszy, fizyczny model jej kształtu nazywany jest geoidą.

Siła Coriolisa jest zerowa dokładnie na równiku i rośnie w kierunku biegunów, dlatego cyklony tropikalne (huragany) nie powstają w bezpośrednim sąsiedztwie równika – brakuje tam wystarczającego odchylenia mas powietrza potrzebnego do uformowania wiru.

Co trzeba umieć

• Wyjaśnić, czym różni się doba gwiazdowa od doby słonecznej.
• Opisać przyczynę występowania dnia i nocy.
• Wyjaśnić działanie siły Coriolisa na obu półkulach.
• Powiązać ruch obrotowy z podziałem Ziemi na strefy czasowe.
• Wyjaśnić, dlaczego Ziemia jest spłaszczona na biegunach.

Typowe błędy

1. Mylenie ruchu obrotowego (doba) z ruchu obiegowym (rok).
2. Twierdzenie, że Słońce porusza się wokół Ziemi, a nie odwrotnie.
3. Błędne wskazywanie kierunku odchylenia siły Coriolisa na półkuli południowej.
4. Mylenie doby gwiazdowej (23 godz. 56 min) z dobą słoneczną (24 godz.).

Krótkie pytania i odpowiedzi

Czym różni się doba gwiazdowa od doby słonecznej?

Doba gwiazdowa (23 godz. 56 min. 4 s) to obrót względem gwiazd, a doba słoneczna (24 godz.) uwzględnia dodatkowo przesunięcie Ziemi po orbicie.

Dlaczego na biegunach prędkość obrotowa Ziemi jest najmniejsza?

Ponieważ bieguny leżą na osi obrotu i poruszają się po bardzo małym okręgu, niemal się nie przemieszczając.

Co to jest linia terminatora?

To granica między oświetloną a nieoświetloną częścią Ziemi, czyli między dniem a nocą.

Dlaczego huragany nie powstają na równiku?

Bo siła Coriolisa jest tam zerowa, a bez niej nie może uformować się charakterystyczny wir cyklonu.

Jak nachylenie osi Ziemi wpływa na długość dnia?

Powoduje, że długość dnia zależy od pory roku i szerokości geograficznej, poza równikiem, gdzie dzień i noc trwają zawsze po około 12 godzin.

FAQ

Czy ruch obrotowy Ziemi kiedykolwiek się zatrzyma?

Nie nagle, ale z powodu tarcia pływowego Ziemia obraca się nieznacznie wolniej z upływem milionów lat.

Dlaczego używamy doby 24-godzinnej, a nie 23 godz. 56 min?

Bo w życiu codziennym orientujemy się względem Słońca, a nie gwiazd, a doba słoneczna trwa właśnie 24 godziny.

Czy siła Coriolisa wpływa na wodę spuszczaną w umywalce?

W praktyce nie – jest zbyt słaba w tak małej skali, kierunek wiru zależy głównie od kształtu umywalki.

Jaki jest właściwy model kształtu Ziemi?

Kształt Ziemi przybliża się za pomocą elipsoidy obrotowej, która jest jej uproszczonym modelem matematycznym. Bardziej dokładny, fizyczny model kształtu Ziemi to geoida.

Stwórz własny test · Zrób fiszki

Poprzednia lekcja: Ziemia w Układzie Słonecznym Następna lekcja: Ruch obiegowy Ziemi

Cały dział: Ruchy Ziemi

• Ruch obiegowy Ziemi
• Strefy oświetlenia Ziemi
• Ziemia w Układzie Słonecznym
• Położenie i ukształtowanie powierzchni Europy
• Wulkany i trzęsienia ziemi na Islandii