地球是怎么转的,地球那么大怎么转得动呢
地球是如何转动的? 地球绕自转轴自西向东的转动 。 地球自转是地球的一种重要运动形式,自转的平均角速度为 7.292×10-5弧度/秒,在地球赤道上的自转线速度为 465米/秒 。 一般而言,地球的自转是均匀的 。 但精密的天文观测表明,地球自转存在着3种不同的变化 。
自转速度的变化
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20世纪初以后,天文学的一项重要发现是,确认地球自转速度是不均匀的 。 人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化:① 长期减慢 。 这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1~2毫秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间,2000 年来累计慢了2个多小时 。 引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦 。 科学家发现在37000年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右 。 ②周期性变化 。 20世纪50年代从天文测时的分析发现,地球自转速度有季节性的周期变化,春天变慢,秋天变快,此外还有半年周期的变化 。 周年变化的振幅约为20~25毫秒,主要是由风的季节性变化引起的 。 ③不规则变化 。 地球自转还存在着时快时慢的不规则变化 。 其原因尚待进一步分析研究 。
地球自转轴对于地球本体的运动
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地球自转轴在地球本体上的位置是经常在变动的,这种变动称为地极移动,简称极移 。 1765年L.欧拉证明,如果没有外力的作用,刚体地球的自转轴将围绕形状轴作自由摆动 , 周期为 305 恒星日 。 1888年人们才从纬度变化的观测中证实了极移的存在 。 1891年美国的S.C.张德勒进一步指出,极移包括两种主要周期成分:一种是周期约14个月的自由摆动,又称张德勒摆动;另一种是周期为12个月的受迫摆动 。
实际观测到的张德勒摆动就是欧拉所预言的自由摆动 。 但因地球不是一个绝对刚体,所以张德勒摆动的周期比欧拉所预言的周期约长40% 。 张德勒摆动的振幅大约在0.06〃~0.25〃之间缓慢变化 ,其周期的变化范围约为410~440天 。 极移的另一种主要成分是周年受迫摆动,其振幅约为0.09〃,相对来说比较稳定,主要由于大气和两极冰雪的季节性变化所引起 。
将极移中的周期成分除去以后,可以得到长期极移 。 长期极移的平均速度约为0.003〃/年,方向大致在西经70°左右 。
地球自转轴在空间的运动
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地球的极半径约比赤道半径短1/300,同时地球自转的赤道面、地球绕太阳公转的黄道面和月球绕地球公转的白道面, 这三者并不在 一个平面内 。 由于这些因素,在月球、太阳和行星的引力作用下,使地球自转轴在空间产生了复杂的运动 。 这种运动通常称为岁差和章动 。 岁差运动表现为地球自转轴围绕黄道轴旋转,在空间描绘出一个圆锥面,绕行一周约需 2.6万年 。 章动是叠加在岁差运动上的许多复杂的周期运动 。
证明地球自转
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1.牙签法
先用一只脸盆装满水,放在水平且不易振动的地方,待水静止后,轻轻放下一根木质细牙签,并在牙签的一端做一个记号,记住牙签的位置,过几个小时后(最好在10个小时以上),再去看时你就会发现,牙签已经转动了一定角度,看起来好像是牙签在转动,其实它并没有转动,而是地球在转动.在北半球,牙签作顺时针转动,因为地球自转在北半球看起来是逆时针方向的.南半球则与北半球相反.
2.炮弹法
地球时刻不停地自转,地面上水平运动的物体,必然相对地发生持续的右偏(北半球)或左偏(南半球).根据这种现象,人们分析射出的炮弹运动的方向,就能证明地球在自转.
3.重力加速度法
地球在时刻不停地自转,由于惯性离心力的作用,地面的重力加速度必然是赤道最小,两极最大;地球不可能是正球体,而必然是赤道略鼓,两极略扁的旋转椭球体.重力测量和弧度测量的结果,证实了这些观点的正确性,也就从一个侧面证实了地球的自转.
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