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