O movimento rotacional da terra é aquele que nosso planeta gira em torno do Eixo da terra na direção oeste-leste e dura aproximadamente um dia, especificamente 23 horas, 56 minutos e 3,5 segundos.
Este movimento, junto com a translação ao redor do sol, são os mais importantes que a Terra possui. Em particular, o movimento rotacional é muito influente no dia-a-dia dos seres vivos, pois dá origem a dias e noites..
Portanto, cada intervalo de tempo tem uma certa quantidade de iluminação solar, que é o que comumente se chama dia, e ausência de luz solar ou noite. A rotação da Terra também acarreta mudanças de temperatura, já que o dia é um período de aquecimento, enquanto a noite é um período de resfriamento..
Essas circunstâncias marcam um marco em todos os seres vivos que povoam o planeta, dando lugar a uma infinidade de adaptações em termos de hábitos de vida. Segundo ele, as empresas estabeleceram os períodos de atividade e descanso de acordo com seus costumes e influenciados pelo meio ambiente..
Obviamente, as zonas claras e escuras mudam conforme o movimento ocorre. Ao dividir 360º que tem uma circunferência, entre as 24 horas às quais um dia é arredondado, verifica-se que em 1 hora a Terra rodou 15º na direção oeste-leste.
Portanto, se nos movermos para o oeste 15º é uma hora mais cedo, o contrário acontecerá se viajarmos para o leste.
A velocidade de rotação da Terra em seu próprio eixo foi estimada em 1600 km / h no equador, com a conseqüente diminuição à medida que se aproxima dos pólos, até que se anule apenas no eixo de rotação..
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A razão pela qual a Terra gira em torno de seu eixo está nas origens do sistema solar. Possivelmente, o Sol só passou muito tempo depois que a gravidade tornou possível seu nascimento a partir da matéria amorfa que povoa o espaço. À medida que o Sol se formava, ele adquiria a rotação fornecida pela nuvem primitiva de matéria..
Parte da matéria que deu origem à estrela foi compactada em torno do Sol para criar os planetas, que também tiveram sua parcela do momento angular da nuvem original. Desta forma, todos os planetas (incluindo a Terra) têm seu próprio movimento de rotação na direção oeste-leste, exceto Vênus e Urano, que giram na direção oposta..
Alguns acreditam que Urano colidiu com outro planeta de densidade semelhante e, devido ao impacto, mudou seu eixo e direção de rotação. Em Vênus, a existência de marés gasosas poderia explicar porque a direção de rotação inverteu lentamente ao longo do tempo.
O momento angular é, em rotação, o que o momento linear é para a translação. Para um corpo girando em torno de um eixo fixo como a Terra, sua magnitude é dada por:
L = Iω
Nesta equação eu é o momento angular (kg.mdois/ s), eu é o momento de inércia (kg.mdois) Y C é a velocidade angular (radianos / s).
O momento angular é conservado enquanto não houver torque líquido atuando no sistema. No caso da formação do sistema solar, o Sol e a matéria que deu origem aos planetas são considerados como um sistema isolado, no qual nenhuma força causou um torque externo.
Assumindo que a Terra é uma esfera perfeita e se comporta como um corpo rígido e usando os dados fornecidos, seu momento angular de rotação deve ser encontrado: a) em torno de seu próprio eixo eb) em seu movimento de translação em torno do Sol.
Dados: momento de inércia de uma esfera = Iesfera = (2/5) MRdois; massa de terra M = 5,9721024 Kg, raio da Terra R = 6371 Km; distância média entre a Terra e o Sol Rm = 149,6 x 106 Km.
a) Primeiramente é necessário que o momento de inércia da Terra seja considerado uma esfera de raio R e massa M.
I = (2/5) ' 5.972 1024 Kg '(6371'103 Km)dois = 9,7 '1037 kg.mdois
A velocidade angular é calculada assim:
ω = 2π/ T
Onde T é o período do movimento, que neste caso é 24 horas = 86400 s, portanto:
ω = 2π/ T = 2π/ 86400 s = 0,00007272 s-1
O momento angular da rotação em torno de seu próprio eixo é:
L = 9,7 '1037 kg.mdois' 0,00007272 s-1 = 7,05'1033 kg.mdois/ s
b) Em relação ao movimento translacional em torno do Sol, a Terra pode ser considerada um objeto pontual, cujo momento de inércia é I = M.Rdoism
I = M.Rdoism= 5.972 1024 Kg'(149,6 ' 106 × 1000 m)dois = 1,33'1047kg.mdois
Em um ano, há 365 ×24 × 86400 s = 3,1536 × 107 s, a velocidade angular orbital da Terra é:
ω = 2π/ T = 2π/3,1536 × 107 s = 1,99 ×10-7 s-1
Com esses valores, o momento angular orbital da Terra é:
L = 1,33'1047kg.mdois × 1 .99 × 10-7 s-1 = 2,65 × 1040 kg.mdois/ s
Como mencionado acima, a sucessão de dias e noites, com suas respectivas mudanças nas horas de luz e temperatura, são a consequência mais importante do movimento rotacional da Terra em seu próprio eixo. No entanto, sua influência se estende um pouco além deste fato decisivo:
- A rotação da Terra está intimamente relacionada com a forma do planeta. A Terra não é uma esfera perfeita como uma bola de bilhar. À medida que gira, desenvolvem-se forças que o deformam, causando abaulamento no equador e consequente achatamento nos pólos..
- A deformação da Terra dá origem a pequenas flutuações no valor da aceleração da gravidade g em lugares diferentes. Por exemplo, o valor de g é maior nos pólos do que no equador.
- O movimento rotacional influencia muito a distribuição das correntes oceânicas e afeta muito os ventos, devido ao fato de que as massas de ar e água experimentam desvios de sua trajetória tanto no sentido horário (hemisfério norte) quanto no sentido horário. Direção oposta (hemisfério sul).
- O fusos horários, a fim de regular a passagem do tempo em cada lugar, pois diferentes áreas da Terra são iluminadas pelo sol ou escurecidas.
O efeito Coriolis é uma consequência da rotação da Terra. Como existe aceleração em toda rotação, a Terra não é considerada um referencial inercial, que é o necessário para aplicar as leis de Newton..
Nesse caso, surgem as chamadas pseudo-forças, forças cuja origem não é física, como a força centrífuga experimentada pelos passageiros de um carro ao fazer uma curva e sentir que estão desviadas para um lado..
Para visualizar seus efeitos, considere o seguinte exemplo: há duas pessoas A e B em uma plataforma em rotação anti-horária, ambas em repouso em relação a ela. A pessoa A joga uma bola para a pessoa B, mas quando a bola atinge o local onde B estava, ela já se moveu e a bola é desviada para uma certa distância. s, passando atrás de B.
A força centrífuga não é a responsável neste caso, ela já atua fora do centro. Esta é a força de Coriolis, cujo efeito é desviar a bola lateralmente. Acontece que A e B têm velocidades ascendentes diferentes, porque estão a distâncias diferentes do eixo de rotação. A velocidade de B é maior e são dadas por:
vPARA = ωRPARA ; vB = ωRB
A aceleração de Coriolis tem efeitos significativos no movimento das massas de ar e, portanto, afeta o clima. Por isso é importante levar isso em consideração para estudar como se movem as correntes de ar e as correntes oceânicas..
As pessoas também podem sentir isso ao tentar andar em uma plataforma giratória, como um carrossel em movimento..
Para o caso mostrado na figura anterior, suponha que a gravidade não seja levada em consideração e o movimento seja visualizado a partir de um sistema de referência inercial, externo à plataforma. Neste caso, o movimento se parece com isto:
O desvio experimentado pela bola em relação à posição original da pessoa B é:
s = sB - sPARA = vt = (vB - vPARA) t = (ωRB - ωRPARA) t = = ω(RB - RPARA) t
Mas RB - RPARA = vt, então:
s = ω .(vt). t = ωvtdois
É um movimento com velocidade inicial 0 e aceleração constante:
s = ½ aCoriolis tdois
paraCoriolis = 2ω.v
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