Πρώτα απ ‘όλα γνωρίζουμε ότι σε γενικές γραμμές, η απόσταση που ταξιδεύετε ισούται με την ταχύτητα επί τον χρόνο (διάρκεια) του ταξιδιού. Αν το αντιστρέψουμε αυτό, έχουμε ότι η μέση ταχύτητα είναι ίση με την απόσταση που διανύθηκε δια τον χρόνο που χρειάστηκε.
Γνωρίζουμε επίσης ότι ο χρόνος που χρειάζεται η Γη για να στραφεί η Γη γύρω από τον Ήλιο είναι ένα έτος. Έτσι, για να γνωρίζουμε την ταχύτητα, πρέπει απλά να υπολογίσουμε την απόσταση που κάνει η Γη όταν περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο. Για να γίνει αυτό, θα υποθέσουμε ότι η τροχιά της Γης είναι κυκλική (η οποία δεν είναι ακριβώς σωστή, μοιάζει περισσότερο με έλλειψη, αλλά για το σκοπό μας ένας κύκλος είναι αρκετά κοντά). Έτσι, η απόσταση που διανύθηκε σε ένα χρόνο είναι ακριβώς η περιφέρεια του κύκλου. (Θυμηθείτε ότι η περιφέρεια ενός κύκλου είναι ίση με 2 × π ×. r )
Η μέση απόσταση από τη Γη έως τον Ήλιο είναι περίπου 149.600.000 χλμ. Συνεπώς, σε ένα χρόνο, η Γη ταξιδεύει σε απόσταση 2 × π × (149.600.000 χλμ.). Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα είναι περίπου:
ταχύτητα u = 2 × π × (149.600.000 km) / (1 έτος) ή αν μετατρέψουμε το έτος σε ώρες (έχουμε 365,25 ημέρες * 24 ώρες την ημέρα):
ή μέση ταχύτητα υποθέτοντας ότι η Γη κάνει κυκλική τροχιά είναι u = 107.000 km / h
Όμως, η τροχιά της Γης είναι ελλειπτική με μια εκκεντρότητα περίπου 0,017. Επίσης, η ταχύτητα της Γης αλλάζει συνεχώς καθώς η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο δεύτερος νόμος του Kepler λέει ότι στην τροχιά του, ένας πλανήτης θα σαρώνει ίσα εμβαδά σε ίσους χρόνους.
Αυτό σημαίνει ότι όταν η Γη είναι πιο κοντά στον Ήλιο (που συμβαίνει στις αρχές Ιανουαρίου, περίπου δύο εβδομάδες μετά το βόρειο χειμερινό ηλιοστάσιο) κινείται γρηγορότερα από ό, τι όταν είναι πιο μακριά. Άρα, σε διαφορετικές ημερομηνίες η ταχύτητα της Γης μεταβάλλεται.
physics4u
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου