TRANSLATIONELE BEWEGING VAN DE AARDE: KENMERKEN, GEVOLGEN - FYSIEK - 2026

De translatiebeweging van de aarde is de verplaatsing die de planeet maakt rond de zon. Samen met de rotatiebeweging om zijn eigen as is het een van de twee belangrijkste bewegingen die hij in de ruimte uitvoert. Het is periodiek, want in iets meer dan een jaar voltooit de aarde een baan.

De bewegingen van de aarde beïnvloeden het dagelijkse leven van alle levende wezens die er wonen. Deze bewegingen zijn altijd redenen geweest voor discussie en debat tussen mensen, omdat ze het wetenschappelijke denken van elke bestaande beschaving hebben beïnvloed.

Figuur 1. De beweging van terrestrische translatie geeft aanleiding tot seizoensveranderingen. Bron: Public Domain Pictures.

Grote wetenschappers en astronomen zoals Nicholas Copernicus, Fiolaus van Crotona, Hipparchus van Nicea, James Bradly, Johannes Kepler, Isaac Newton waren tijdens hun onderzoek geïnteresseerd in de bewegingen van de aarde, inclusief vertaling.

kenmerken

Een van de belangrijkste kenmerken van de translationele beweging zijn:

- De door de aarde beschreven baan is elliptisch en met de zon in een van de brandpunten, zoals bepaald door de wetten van de planeetbeweging van Kepler. Een waarnemer op de noordpool zou zeggen dat hij het tegen de klok in doet (linkshandig).

- De totale lengte van de elliptische baan is ongeveer 930 miljoen kilometer.

- De excentriciteit van de ellips is zo klein (er is berekend op 0,017), dat aardbaan heel goed kan worden benaderd als een benaderende omtrek waarvan de straal ongeveer 150 x 10 ⁶ km. Als de baan nauwkeurig is getekend, kan deze visueel niet worden onderscheiden van een omtrek. In feite is de semi-korte as van de baan ongeveer 99,98% van de lengte van de semi-hoofdas.

- De aarde volgt dit pad met een snelheid van ongeveer 30 km / s op een vlak dat de ecliptica wordt genoemd en waarvan de loodlijn bij het passeren door het middelpunt van de aarde de polen van de ecliptica definieert. De rotatieas van de aarde helt ten opzichte van deze lijn ongeveer 23,5º, waardoor het noordelijk halfrond meer wordt blootgesteld aan de zonnestralen tijdens de zomermaanden en vice versa tijdens de winter.

Oorsprong

De oorzaak dat de aarde een elliptische baan om de sterrenkoning beschrijft, ligt in de zwaartekracht die deze erop uitoefent en in de aard van deze kracht, die afhangt van de inverse van het kwadraat van de afstand 1 / r ² .

Tegen het einde van de 16e eeuw ontdekte de Duitse astronoom Johannes Kepler (1571–1630) dat de werkelijke banen van de planeten rond de zon elliptisch waren. En dit feit bood Isaac Newton later de basis voor het vaststellen van de universele wet van de zwaartekracht.

Een ellips is de meetkundige plaats van de punten waarop de som van de afstanden tot twee punten die brandpunten worden genoemd, constant is. In een baan om de aarde bevindt de zon zich in een van de brandpunten.

Hoe meer afgeplat een ellips is, des te meer verschillen de semi-hoofdas en de semi-secundaire as. De excentriciteit van de ellips is de parameter die deze eigenschap meet. Als het 0 is, wat de kleinst mogelijke waarde is, is het een cirkel.

Zelfs met een kleine excentriciteit passeert de aarde in de maand januari een punt waar ze het dichtst bij de zon staat, het perihelium genaamd, 147,1 miljoen kilometer van de zon. En het aphelium is het verst, het komt voor in juli en meet 152,6 miljoen kilometer. km.

De periode van de translatiebeweging van de aarde

De wetten van Kepler voor planetaire beweging zijn empirisch vastgesteld op basis van talloze metingen. Ze stellen vast dat:

- Planetaire banen zijn elliptisch

- Het gebied dat door de straalvector wordt geveegd gedurende een bepaald tijdsinterval, is gedurende de hele beweging hetzelfde.

- Het kwadraat van de periode (T ² ) is evenredig met de kubus van de gemiddelde afstand tussen de planeet en de zon (r ³ ), zijnde C de evenredigheidsconstante, hetzelfde voor elke planeet:

De waarde van C kan worden berekend met behulp van de reeds bekende gegevens voor de aarde en zijn eenheden in het internationale systeem zijn s ² / m ³ .

Gevolgen

Aardbewegingen zijn nauw verbonden met het meten van tijd en seizoensveranderingen in het klimaat, waarbij de temperatuur en de uren van licht en donker variëren. Beide factoren en hun periodiciteit hebben ertoe geleid dat menselijke activiteiten worden beheerst door tijden die in de kalenders zijn vastgelegd.

De translatiebeweging bepaalt de lengte van het jaar, waarin de seizoenen elkaar opvolgen en de sterren aan de hemel veranderen. Tijdens de zomer doen degenen die 's nachts zichtbaar zijn,' stijgen 'in het oosten en' ondergaande 'in het westen' s morgens het tegenovergestelde tijdens de winter.

Evenzo ondergaat het klimaat veranderingen volgens de tijd van blootstelling van het aardoppervlak aan zonnestralen. De stations zijn het gecombineerde effect van de terrestrische translatiebeweging en de inclinatie van de rotatieas ten opzichte van het baanvlak.

De kalender

De aarde voltooit een volledige omwenteling rond de zon in 365 dagen, 5 uur, 48 minuten en 45,6 seconden. Dit ervan uitgaande dat de zon als referentie wordt genomen, die als vast zal worden beschouwd.

Dit is de definitie van "zonnejaar" of "tropisch jaar", de tijd tussen twee opeenvolgende lente-equinoxen. De equinoxen zijn periodes van het jaar waarin dag en nacht overal ter wereld dezelfde lengte hebben. Ze vinden plaats op 22 maart en 22 september.

Aangezien deze tijd langer is dan 365 dagen, maar het nodig is om zonnewendes en equinoxen rond dezelfde dagen van het jaar te houden en dat het een heel aantal dagen heeft, wordt het concept van een "schrikkeljaar" geïntroduceerd.

Jaarlijks komen er ongeveer 6 uur bij, zodat na 4 jaar 24 uur of een volledige dag zijn opgeteld: een jaar van 366 dagen of sprong. De extra dag wordt toegewezen aan de maand februari.

Aan de andere kant wordt het "astronomische jaar" gemeten door de tijd die de aarde nodig heeft om achtereenvolgens twee keer door hetzelfde punt te gaan. Maar dit jaar is niet het jaar dat de kalender bepaalt.

Seizoenen en landzonale indelingen

De translatiebeweging van de aarde, plus de inclinatie van de rotatieas ten opzichte van de polen van de ecliptica (obliquiteit van de elliptische trainer), zorgt ervoor dat de planeet zich van of dichter bij de zon beweegt en de blootstelling aan zonnestralen varieert, wat aanleiding geeft tot naar de seizoenen van het jaar: de equinoxen en zonnewendes.

De intensiteit en duur van seizoensveranderingen variëren afhankelijk van waar op aarde. Op deze manier worden de volgende zonale indelingen gedefinieerd:

- De evenaar

- De tropen

- De gematigde zone

- De poolcirkels.

- De Polen

Op de evenaar hebben de zonnestralen een maximale verticaliteit en hebben de dagen en nachten het hele jaar door dezelfde duur. Op deze punten zijn de variaties in klimaat afhankelijk van de hoogte boven zeeniveau.

Naarmate het naar de polen toe beweegt, wordt de inval van de zonnestralen steeds schuiner, waardoor temperatuurveranderingen ontstaan, evenals de ongelijkheid tussen de lengte van dagen en nachten.

Zonnewendes

De zonnewendes komen twee keer per jaar voor wanneer de zon de hoogste of laagste schijnbare hoogte aan de hemel bereikt, en de lengte van dag of nacht is het maximum van het jaar (respectievelijk zomer- en winterzonnewende).

Op het noordelijk halfrond vinden ze plaats op 20-23 juni in de zomer en 21-22 december in de winter. In het eerste geval staat de zon 's middags op zijn maximale hoogte op de denkbeeldige lijn die bekend staat als de Kreeftskeerkring (de langste dag van het jaar) en in het tweede is de hoogte minimaal.

Figuur 2. Schematische voorstelling van de aarde tijdens de zomerzonnewende. De zonnestralen verlichten de noordpool, terwijl de zuidpool donker blijft. Bron: Wikimedia Commons.

De data hebben enkele kleine variaties door een andere aardbeweging: de precessie.

Op dit moment vallen de zonnestralen met meer intensiteit op het noordelijk halfrond (zomer) en omgekeerd op het zuidelijk halfrond (winter). Van zijn kant is de zon altijd zichtbaar aan de noordpool, terwijl de zuidpool niet verlicht is, zoals te zien is in de figuur.

Voor het zuidelijk halfrond is de situatie omgekeerd: voor 20-21 december staat de zon om 12.00 uur op het hoogste punt boven de Steenbokskeerkring, de zomerzonnewende die plaats moet maken voor het hete seizoen. En voor 20-21 juni is het op zijn minimum en is het de winterzonnewende (langste nacht van het jaar).

Tijdens de winterzonnewende blijft de noordpool donker, terwijl het op de zuidpool zomer is en het daglicht permanent is.

Figuur 3. Tijdens de winterzonnewende op het noordelijk halfrond verlichten de zonnestralen Antarctica. Bron: Wikimedia Commons.

Equinoxen

Tijdens de equinoxen bereikt de zon zijn zenit of hoogste punt loodrecht op de evenaar, daarom valt de zonnestraling met dezelfde helling in beide hemisferen.

De tijden waarop dit gebeurt zijn 21-22 maart: lente-equinox voor het noordelijk halfrond en herfst-equinox voor het zuidelijk halfrond en 22-23 september vice versa: herfst voor het noorden en lente voor het zuiden.

Figuur 4. Tijdens de equinox hebben de dagen en nachten dezelfde duur. Bron: Wikimedia Commons.

Tijdens de equinoxen komt de zon op in het oosten en gaat onder in het westen. In de figuur wordt opgemerkt dat de belichting gelijkmatig over beide hersenhelften is verdeeld.

De duur van de vier seizoenen is ongeveer hetzelfde in dagen, gemiddeld ongeveer 90 dagen met kleine variaties.

Referenties

1. Aguilar, A. 2004. Algemene geografie. 2e. Editie. Prentice Hall. 35-38.
2. Hoe snel beweegt de aarde? Hersteld van: Scientificamerican.com
3. Oster, L. (1984). Moderne astronomie. Redactioneel Reverte. 37-52.
4. Tipler, P. Physics for Science and Engineering. Deel 1. 5e. Editie. 314-316.
5. Toussaint, D. De drie bewegingen van de aarde. Hersteld van: eso.org.