i moti della terra e le loro conseguenze · il moto diurno apparente dei corpi celesti (stelle,...

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I MOTI DELLA TERRA E LE LORO CONSEGUENZE © SEI - Società Editrice Internazionale p. a. - Torino

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I MOTI DELLA TERRA E LE LORO

CONSEGUENZE

SEI - Societ Editrice Internazionale p. a. - Torino

1. La Terra un corpo in movimento

La Terra coinvolta in vari movimenti che si compongono in

un moto unico e complesso.

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2

I moti principali sono:

la rotazione

la rivoluzione

linsieme dei moti in cui coinvolta la Terra nello Spazio

2. Il moto di rotazione

Il moto di rotazione avviene da ovest verso est, in senso antiorario

(osservato dal polo nord celeste), intorno allasse terrestre.

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3

Il tempo di rotazione il giorno sidereo e dura 23 h 56 min.

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4

La velocit di rotazione

2. Il moto di rotazione

La velocit angolare di rotazione

costante

ed 15/ora

pari a 1/4 min.

La velocit lineare di rotazione

di un punto della superficie

terrestre varia con la latitudine e la quota:

massima allequatore e nulla ai poli

e alla stessa latitudine aumenta con la quota.

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Le conseguenze del moto di rotazione

Le conseguenze pi importanti del moto di rotazione sono:

lalternarsi del d e della notte

il moto diurno apparente

dei corpi celesti

(stelle, Sole, Luna, pianeti)

intorno alla Terra

lesistenza della forza centrifuga e della forza di Coriolis

2. Il moto di rotazione

moto apparente di una stella

3. Giorno, d, notte

In ogni istante, la Terra divisa a

met dal circolo di illuminazione

e ogni punto della Terra vede

alternarsi durante il giorno il d

(periodo di luce) e la notte

(periodo di buio).

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Solo allequatore d e notte

hanno la medesima durata per tutto lanno.

4. La forza centrifuga e la forza di Coriolis

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Per effetto della rotazione sulla Terra, agiscono due forze apparenti:

la forza centrifuga agisce in direzione perpendicolare

allasse di rotazione, diretta verso lesterno e la sua

intensit diminuisce con laltitudine e

la latitudine, la forza centrifuga la

causa del rigonfiamento equatoriale

la forza di Coriolis

causa la deviazione dei corpi in movimento sulla superficie

terrestre dallequatore verso i poli o viceversa

Per effetto della forza di Coriolis

le masse di acqua e di aria

che si muovono dallequatore

verso i poli sono deviate

verso la loro destra

(nellemisfero settentrionale)

o verso la loro sinistra

(nellemisfero meridionale),

nello stesso verso del movimento.

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La forza di Coriolis

4. La forza centrifuga e la forza di Coriolis

5. Variazioni dellaccelerazione di gravit

La Terra attira verso il centro qualunque corpo che si trovi sulla sua

superficie, con una forza, chiamata peso (P ), il cui valore uguale al

prodotto della massa del corpo (m) per laccelerazione di gravit (g):

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P = mg

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Il valore dellaccelerazione di gravit g cresce, anche se di poco,

spostandosi dallequatore verso i poli perch:

5. Variazioni dellaccelerazione di gravit

la forza di gravit ha

intensit maggiore ai poli

(i punti della superficie terrestre

pi vicini al centro della Terra)

e minore allequatore;

la forza centrifuga riduce gli

effetti della forza di gravit

soprattutto allequatore

(ai poli la forza centrifuga nulla).

6. Il moto di rivoluzione

Il moto di rivoluzione il moto che la Terra compie intorno al Sole,

percorrendo unorbita ellittica sul piano delleclittica.

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Il Sole occupa uno dei due fuochi dellellisse, perci la distanza

Terra-Sole non costante e varia da un minimo (perielio) a un

massimo (afelio).

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12 6. Il moto di rivoluzione

La velocit di rivoluzione massima in perielio e minima in afelio.

Il tempo di rivoluzione lanno sidereo e dura 365 d 6 h 9 min 9,5 s.

Lasse di rotazione forma

un angolo di 66 33

con il piano delleclittica

e mantiene sempre

la stessa inclinazione

e la stessa direzione.

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Sullorbita di rivoluzione si riconoscono quattro posizioni particolari:

6. Il moto di rivoluzione

equinozio di primavera

solstizio destate

equinozio dautunno

solstizio dinverno

7. Le conseguenze del moto di rivoluzione

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Le conseguenze del moto di rivoluzione sono:

la minore durata del giorno sidereo

rispetto al giorno solare

il percorso annuo apparente del Sole

sullo sfondo dello zodiaco, in verso

contrario rispetto alla sfera celeste

lalternarsi delle stagioni astronomiche

8. Le stagioni astronomiche

Durante lanno, in tutti i luoghi della superficie terrestre si

osservano mutamenti periodici delle condizioni di illuminazione e

riscaldamento.

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Osservando tali variazioni, possibile suddividere lanno in quattro

periodi, le stagioni astronomiche:

primavera

estate

autunno

inverno

Ogni stagione ha inizio con il solstizio o con lequinozio che prende

il suo nome.

Le stagioni si verificano perch lasse terrestre inclinato (66 33)

rispetto al piano delleclittica e si mantiene parallelo a se stesso

durante il moto di rivoluzione.

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16 8. Le stagioni astronomiche

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Da ci dipendono due effetti, di entit diversa a seconda

della latitudine:

la durata del d e della notte varia nel corso dellanno

(tranne allequatore)

laltezza del Sole non costante, ma varia di giorno in giorno

8. Le stagioni astronomiche

Variazioni dellaltezza del Sole nel corso dellanno alle nostre latitudini

9. Le stagioni astronomiche e la latitudine

Nellemisfero settentrionale, il d si allunga e laltezza del Sole a

mezzogiorno aumenta fino a raggiungere il valore massimo.

Nellemisfero meridionale, la situazione invertita.

Allequatore, la durata del d

e della notte resta invariata

e laltezza del Sole diminuisce.

Il polo nord sempre illuminato,

il polo sud sempre al buio.

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Durante la primavera

Nellemisfero settentrionale, il d si accorcia e laltezza del Sole a

mezzogiorno diminuisce fino a tornare ai valori dellequinozio.

Nellemisfero meridionale, la situazione invertita.

Allequatore, la durata del d

e della notte uguale,

laltezza del Sole cresce.

Continuano il lungo d al

polo nord e la lunga notte

al polo sud.

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Durante lestate

9. Le stagioni astronomiche e la latitudine

Nellemisfero settentrionale, il d si accorcia, laltezza del Sole a

mezzogiorno si riduce al valore minimo. Nellemisfero meridionale,

la situazione invertita.

Allequatore, laltezza del Sole

diminuisce nuovamente.

Il polo nord al buio,

mentre il polo sud

costantemente illuminato.

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Durante lautunno

9. Le stagioni astronomiche e la latitudine

Nellemisfero settentrionale, il d si allunga progressivamente e

laltezza del Sole a mezzogiorno aumenta fino a tornare ai valori

dellequinozio. Nellemisfero meridionale la situazione invertita.

Allequatore, la durata del d uguale a quella della notte,

e laltezza del Sole cresce

fino a raggiungere il valore

di 90 nel giorno di equinozio.

Continuano la lunga notte al

polo nord e il lungo d al polo sud.

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Durante linverno

9. Le stagioni astronomiche e la latitudine

10. Stagioni e zone termiche

Il periodo autunno-inverno ha durata pi breve

del periodo primavera-estate.

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Le stagioni astronomiche non coincidono perfettamente con le

stagioni meteorologiche, che sono i quattro periodi compresi tra il

primo giorno del mese in cui cade il solstizio o lequinozio, che

segna linizio della stagione astronomica, e il primo giorno del

mese in cui cade il solstizio o lequinozio, che segna linizio della

stagione astronomica successiva.

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23 10. Stagioni e zone termiche

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24 10. Stagioni e zone termiche

I circoli polari e i tropici dividono la Terra in cinque zone

astronomiche, caratterizzate da condizioni di illuminazione molto

diverse fra loro: una zona torrida, due zone temperate (australe e

boreale) e le calotte polari.

11. I moti millenari

La Terra soggetta a movimenti minori e lentissimi,

detti moti millenari,

tra i quali il pi importante

il moto conico dellasse,

provocato dallattrazione combinata

del Sole e della Luna

sul rigonfiamento equatoriale.

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Lasse terrestre modifica la sua direzione,

pur mantenendo costante linclinazione

rispetto al piano delleclittica, e descrive

nello spazio un doppio cono, ritornando

nella posizione originaria dopo circa

26 000 anni.

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Il moto conico dellasse

11. I moti millenari

La conseguenza pi importante del moto conico dellasse il

fenomeno della precessione degli equinozi, a causa del quale

lanno solare, misurato come intervallo tra due equinozi di

primavera, pi breve rispetto allanno sidereo.

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La precessione degli equinozi

11. I moti millenari

12. Lastronomia e la misura del tempo

Il giorno solare medio la media della durata di tutti i giorni

solari nel corso dellanno e ha una durata di 24 h.

Per determinare nellarco della giornata il valore dellora si fa

riferimento al mezzogiorno astronomico, che corrisponde al

momento in cui il Sole culmina sul meridiano del luogo.

Tutte le localit che si trovano sullo stesso meridiano terrestre

hanno lo stesso mezzogiorno e la medesima ora astronomica.

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Per convenzione, lora civile non viene calcolata basandosi

sullora astronomica, ma sullora civile convenzionale,

stabilita in base ai fusi orari.

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29 12. Lastronomia e la misura del tempo

La Terra stata idealmente suddivisa in 24 fusi orari comprendenti

ciascuno 15 meridiani. I luoghi della Terra compresi in un certo fuso

hanno per convenzione lora

stabilita sulla base del

mezzogiorno astronomico

del meridiano centrale

del fuso.

Lanno civile ha una durata di 365 giorni ed pi breve

dellanno solare (intervallo tra due successivi equinozi di

primavera), che dura 5 h 48 min 46 s di pi.

Ci rende difficile elaborare un calendario adeguato.

Per evitare sfasamenti tra calendario civile e stagioni astronomiche

si convenuto di introdurre ogni 4 anni un anno bisestile, che dura

366 giorni.

Tra gli anni secolari sono bisestili solo quelli le cui cifre sono divisibili

per 400.

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30 12. Lastronomia e la misura del tempo