DÜNYANIN DÖNME HAREKETI: ÖZELLIKLERI VE SONUÇLARI - FIZIKSEL - 2024

Dünyanın dönme hareketi, gezegenimizin Dünya ekseni etrafında batı-doğu yönünde yürüttüğü ve yaklaşık bir gün, özellikle 23 saat, 56 dakika ve 3,5 saniye süren harekettir .

Bu hareket, güneşin etrafındaki öteleme ile birlikte Dünya'nın sahip olduğu en önemli harekettir. Özellikle rotasyon hareketi, gündüzleri ve geceleri meydana getirdiği için canlıların günlük yaşamında çok etkilidir.

Şekil 1. Dünyanın hareketi sayesinde, bir alan gece (gündüz), diğeri ise aydınlık kalır. Kaynak: Pixabay.

Bu nedenle, her zaman aralığında belirli bir miktarda güneş ışığı vardır, bu genellikle gündüz denen şeydir ve güneş ışığı veya gece yoktur. Gün bir ısınma dönemi, gece ise bir soğuma dönemi olduğu için Dünya'nın dönüşü de sıcaklıkta değişiklikler taşır.

Bu koşullar, gezegeni dolduran tüm canlılarda bir dönüm noktasıdır ve yaşam alışkanlıkları açısından çok sayıda adaptasyona yol açar. Buna göre firmalar, faaliyet ve dinlenme sürelerini adetlerine göre belirlemiş ve çevreden etkilenmiştir.

Açıkçası, hareket gerçekleştikçe aydınlık ve karanlık bölgeler değişir. Çevresi olan 360º'yi bir günün yuvarlandığı 24 saat arasında böldüğünde, dünyanın 1 saat içinde batı-doğu yönünde 15º döndüğü ortaya çıkıyor.

Bu nedenle, batıya 15º hareket edersek, bir saat önce, doğuya gidersek tam tersi olur.

Dünya'nın kendi ekseni üzerinde dönme hızı, ekvatorda 1600 km / s olarak tahmin edilmiştir ve bunun sonucunda kutuplara yaklaştıkça azalma, sadece dönme ekseninde yok olana kadar.

Özellikleri ve nedenleri

Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesinin nedeni, güneş sisteminin kökeninde yatmaktadır. Muhtemelen Güneş, ancak yerçekiminin uzayı dolduran şekilsiz maddeden doğmasını mümkün kıldıktan sonra uzun bir zaman geçirdi. Güneş, oluştukça ilkel madde bulutunun sağladığı dönüşü elde etti.

Yıldızın ortaya çıkmasına neden olan maddenin bir kısmı, aynı zamanda orijinal bulutun açısal momentumundan paylarına sahip olan gezegenleri yaratmak için Güneş'in etrafında yoğunlaştırıldı. Bu şekilde, ters yönde dönen Venüs ve Uranüs hariç tüm gezegenlerin (Dünya dahil) batı-doğu yönünde kendi dönüş hareketleri olur.

Bazıları, Uranüs'ün benzer yoğunlukta başka bir gezegenle çarpıştığına ve çarpma nedeniyle eksenini ve dönüş yönünü değiştirdiğine inanıyor. Venüs'te gaz dalgalarının varlığı, dönme yönünün neden zaman içinde yavaşça tersine döndüğünü açıklayabilir.

Açısal momentum

Açısal momentum, dönüşte, öteleme için doğrusal momentumun ne olduğudur. Dünya gibi sabit bir eksen etrafında dönen bir cisim için, büyüklüğü şu şekilde verilir:

Bu denklem, L değeri açısal momentum (kg.m olan ² / s), bir atalet momenti (kg.m olan ² ) ve açısal hızı w (radyan / sn).

Sisteme etki eden net tork olmadığı sürece açısal momentum korunur. Güneş sisteminin oluşumu durumunda, Güneş ve gezegenleri meydana getiren madde, üzerinde hiçbir kuvvetin harici bir torka neden olmadığı izole bir sistem olarak kabul edilir.

Egzersiz çözüldü

Dünya'nın mükemmel bir küre olduğunu ve katı bir cisim gibi davrandığını ve sağlanan verileri kullanarak, açısal dönme momentumu bulunmalıdır: a) kendi ekseni etrafında ve b) Güneş etrafındaki öteleme hareketinde.

Çözüm

a) Öncelikle, Dünya'nın eylemsizlik momentinin R yarıçaplı ve M kütleli bir küre olarak kabul edilmesi gerekir.

Açısal hız şu şekilde hesaplanır:

T, hareketin periyodudur, bu durumda 24 saat = 86400 s'dir, bu nedenle:

Kendi ekseni etrafındaki dönüşün açısal momentumu:

b) Güneş etrafındaki öteleme hareketi ile ilgili olarak, Dünya, eylemsizlik momenti I = MR ² _m olan bir nokta nesnesi olarak kabul edilebilir.

Bir yılda 365 × 24 × 86400 s = 3.1536 × 10 ⁷ s vardır, Dünya'nın yörünge açısal hızı:

Bu değerlerle Dünya'nın yörüngesel açısal momentumu:

Dönme hareketinin sonuçları

Yukarıda bahsedildiği gibi, günlerin ve gecelerin birbirini izleyen ışık ve sıcaklık saatlerinde meydana gelen değişimleri, Dünya'nın kendi ekseni üzerindeki dönme hareketinin en önemli sonucudur. Bununla birlikte, etkisi bu belirleyici gerçeğin biraz ötesine uzanır:

- Dünyanın dönüşü, gezegenin şekli ile yakından ilgilidir. Dünya, bilardo topu gibi mükemmel bir küre değildir. Döndükçe, onu deforme eden kuvvetler gelişerek ekvatorda şişkinliğe ve ardından kutuplarda düzleşmeye neden olur.

- Dünyanın deformasyonu, farklı yerlerde g yerçekimi ivmesinin değerinde küçük dalgalanmalara neden olur. Bu nedenle, örneğin, kutuplarda g değeri ekvatordakinden daha büyüktür.

- Dönme hareketi, deniz akıntılarının dağılımını büyük ölçüde etkiler ve büyük ölçüde rüzgarları etkiler, çünkü hava ve su kütleleri, hem saat yönünde (kuzey yarımküre) hem de yörüngelerinden sapmalar yaşar. ters yönde (güney yarımküre).

- Dünyanın farklı alanlarının güneş tarafından aydınlatılması veya karartılması nedeniyle her yerde zamanın geçişini düzenlemek için zaman dilimleri oluşturulmuştur.

coriolis etkisi

Coriolis etkisi, Dünya'nın dönüşünün bir sonucudur. İvme tüm dönüşlerde mevcut olduğundan, Dünya, Newton yasalarını uygulamak için gerekli olan eylemsiz bir referans çerçevesi olarak kabul edilmez.

Bu durumda, sözde kuvvetler, bir arabanın yolcularının viraj yaptığında yaşadıkları merkezkaç kuvveti gibi, kaynağı fiziksel olmayan kuvvetler ortaya çıkar ve bir tarafa yönlendirildiklerini hisseder.

Etkilerini görselleştirmek için aşağıdaki örneği düşünün: Bir platformda saat yönünün tersine dönen iki A ve B kişisi vardır, ikisi de ona göre hareketsizdir. A kişisi, B kişisine bir top atar, ancak top B'nin olduğu yere ulaştığında, çoktan hareket etmiştir ve top, B'nin arkasından bir s mesafesi boyunca saptırılır.

Şekil 2. Coriolis ivmesi topun rotasını yana doğru saptırmasına neden olur.

Bu durumda merkezkaç kuvveti sorumlu değildir, zaten merkezin dışında hareket eder. Bu, etkisi topu yanal olarak saptırmak olan Coriolis kuvvetidir. Hem A hem de B'nin farklı yukarı doğru hızları vardır, çünkü dönme ekseninden farklı mesafelerdedirler. B'nin hızı daha yüksektir ve bunlar şu şekilde verilir:

Coriolis ivmesinin hesaplanması

Coriolis ivmesinin hava kütlelerinin hareketi üzerinde önemli etkileri vardır ve bu nedenle iklimi etkiler. Bu nedenle, hava akımlarının ve okyanus akıntılarının nasıl hareket ettiğini incelemeyi hesaba katmak önemlidir.

İnsanlar, hareketli bir atlıkarınca gibi dönen bir platformda yürümeye çalıştıklarında da deneyimleyebilirler.

Önceki şekilde gösterilen durum için, yerçekiminin hesaba katılmadığını ve hareketin platformun dışındaki bir atalet referans sisteminden görselleştirildiğini varsayalım. Bu durumda hareket şuna benzer:

Şekil 3. Eylemsiz bir referans sisteminden görülen topun fırlatılması. İzleyen yol doğrusaldır (yerçekimi hesaba katılmaz).

B kişisinin orijinal konumundan topun yaşadığı sapma:

Ama R _B - R _A = vt, o zaman:

s = ω. (vt). t = ω vt ²

Başlangıç ​​hızı 0 ve sabit ivmeli bir harekettir:

a _Coriolis = 2ω .v

Referanslar

1. Aguilar, A. 2004. Genel Coğrafya. 2. Baskı. Prentice Hall. 35-38.
2. Giancoli, D. 2006. Fizik: Uygulamalı Prensipler. 214-216. Prentice Hall.
3. Lowrie, W. 2007. Jeofiziğin Temelleri. 2. Baskı. Cambridge University Press 48-61.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomi. Editoryal Reverte. 37-52.
5. Gerçek Dünya Fizik Problemleri. Coriolis Gücü. Kurtarıldı: real-world-physics-problems.com.
6. Dünya neden dönüyor? Spaceplace.nasa.gov adresinden alındı.
7. Vikipedi. Coriolis etkisi. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.