Движения Земли - ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Цели урока: Ученики должны знать: Как движется Земля вокруг своей оси и вокруг Солнца

Ученики должны уметь: составлять и объяснять схемы «Положение Земли в Солнечной системе» и «Движение Земли вокруг Солнца» (в дни солнцестояния и равноденствия).

Оборудование: глобус, физическая карта полушарий, контурные карты, таблицы «Строение Солнечной системы».

Ход урока

I. Оргмомент. Добрый день! Мы с вами вновь встречаемся с опытнейшим капитаном всех времен и народов – капитаном Врунгелем. После предыдущего урока ему так понравилось, как вы работали, что он нам принес космические снимки и вновь горит желание работать с вами вместе.

Врунгель: Ребята, я вместе с нашими космонавтами летал вокруг нашей планеты и даже несколько раз сфотографировал её. Посмотрите, как красива наша Земля ночью! Как будто огромная блестящая капля висит в Космосе, сверкая миллиардами огоньков.

Как вы думаете, что мы будем исследовать сегодня? Правильно, какие движения совершает наша Земля в космическом пространстве.

Учитель: Земля вращается вокруг своей оси, а эта ось северным концом направлена на Полярную звезду. Представьте, что вы смотрите на нашу планету из космоса со стороны Полярной звезды. Вы увидите вращающийся вокруг себя и своей оси против часовой стрелки (с запада на восток) земной шар. Один оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 ч. За этот отрезок времени (мы называем его сутками) на Земле сменяются день и ночь. Законы физики таковы, что именно осевое движение - причина небольшого сплющивания земного шара. Так давай – те же запомним:

Движение Земли вокруг своей оси - осевое.

Движение Земли вокруг Солнца - орбитальное.

Учитель: Одновременно Земля обращается вокруг Солнца. Путь Земли вокруг Солнца называется орбитой и имеет форму овала (эллипса), причем Солнце немного смещено по отношению к его центру. Из-за этого Земля то приближается, то удаляется от Солнца (на рисунке 16 — справа и слева). Земля совершает один виток по орбите примерно за 365 суток и 6 ч. За этот отрезок времени на нашей планете сменяются четыре времени года. Люди договорились считать год равным 365 дням.

Раз в четыре года, когда из оставшихся шести часов набираются дополнительные сутки, наступает високосный год. В високосном году 366 дней, а в феврале этого года 29 дней.

На рисунке 15 вы видите схематически изображенный земной шар. Сквозь него проходит воображаемая пунктирная линия. Это ось, вокруг которой вращается Земля. Земная ось наклонена под углом к плоскости земной орбиты. В точках, где ось пересекается с поверхностью Земли, располагаются Северный полюс и Южный полюс.

Если мы будем смотреть на Землю со стороны Полярной звезды, Северный полюс всегда будет прямо под нами. (Южный полюс от Полярной звезды мы не увидим никогда — он всегда будет с противоположной стороны Земли.)

Северный и Южный полюсы — уникальные места нашей планеты. Они не участвуют во вращении Земли. На Северном полюсе, куда ни посмотри, повсюду будет юг, а на Южном полюсе — север.

Врунгель: Ребята, а я знаю одну историю о путешествии Магеллана, но никак объяснить ее не могу: 6 сентября 1522 г. в устье испанской реки Гвадалквивир вошел корабль «Виктория». В сентябре 1519 г. он в составе флотилии под командованием Фернана Магеллана отправился в первое кругосветное путешествие. И вот теперь, спустя ровно три года, этот единственный уцелевший после долгих скитаний корабль возвращался к родным берегам. Но как были удивлены члены экипажа «Виктория», когда узнали, что в пути они потеряли .... один день.

Капитан Себастьян Элькано, возглавивший экспедицию после гибели Магеллана, и участник плавания Антонио Пигафетта, который вел подробный дневник путешествия, тщетно старались обнаружить «пропажу», тщательно, страница за страницей проверяя ежедневные записи в судовом журнале. Однако все усилия их оказались безрезультатными, им так и не удалось найти «пропавший» день. Весь экипаж «Виктории» считал день возвращения на родину средой, хотя, как им объявили! встречающие, они ступили на родной берег в четверг.

Учитель: Объяснение тому, как и почему это произошло, было: найдено уже позднее. Окружность Земли составляет 360°. Полный оборот она совершает за 24 часа, т. е. путь в 1° за 4 минуты. Флотилия Магеллана вышла из Европы на запад в направлении, противоположном движению Земли вокруг своей оси. Следовательно, для экипажа «Виктории», уплывшего в западном направлении и возвратившегося с востока, дни увеличивались на 4 минуты столько раз, сколько в этом направлении он прошел градусов в данном случае — 360°, т. е. в общей сложности — 4 минуты х 360° = 24 часа, или одни сутки. Вот мы с вами нашли день, «пропавший» у участников первого кругосветного путешествия.

А может быть кто-то из вас знает подобные примеры?

Ученик: Русская экспедиция, открывшая Антарктиду, бороздила с востока на запад все три океана, омывающие берега нового континента. Исследователи двигались том же направлении, в каком вращается вокруг своей оси Земля, и у них оказался один «лишний» день. Начальник экспедиции Ф. Ф. Беллинсгаузен в связи с этим событием сделал в своем дневнике такую запись: «Мы прошли 360 градусов кругом света. От ежедневного ускорения полдня составилось 24 часа, почему я приказал шлюпе «Восток» считать третьим числом февраля два дня сряду и об исполнении сего на шлюпе «Мирном» сделал сигнал телеграфом. Матросы наши слыхали о таковых переменах от собратий своих, возвратившихся из путешествий вокруг света, но полагали, что издалека возвращающиеся путешественники, дабы обращать на себя больше внимания, непременно должны рассказывать небывалое...»

Чтобы не было путаницы со днями недели, по международному соглашению установили линию перемены дат. Эта международная «граница дат» проведена в обход населенных пунктов приблизительно по меридиану 1800 от Гринвича.

Учитель: Известно, что Земля совершает одиннадцать различных движений, из которых для нее наиболее важными являются три: суточное вращение вокруг своей оси, годовое вращение по эллипсу вокруг Солнца и вращение вместе с Луной вокруг их общего центра тяжести.

Период, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси, называется сутками. Продолжительность суток может быть определена по Солнцу и по звездам. В зависимости от этого различают солнечные сутки и звездные. Солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через меридиан места наблюдения. Поскольку Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, в котором она вращается вокруг своей оси, т. е. с запада на восток, солнечные сутки немного длиннее того времени, за которое Земля в действительности совершает этот оборот, а именно за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это действительное время суточного оборота Земли называется звездными сутками. Оно определяется временем между двумя прохождениями звезды через меридиан данного места. Однако счет времени мы ведем не по звездным суткам, как и не по солнечным, а по средним, т. е. таким, продолжительность которых равна средней длине суток в течение года — 24 часа. Совершая полный оборот (360°) вокруг своей оси за сутки, Земля поворачивается за час на 15° (360 : 24 = 15).

Не менее важным, чем суточное, является годовое движение Земли вокруг Солнца. Это движение она совершает, вращаясь вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, т.е, в десять раз быстрее артиллерийского снаряда. Период обращения Земли, равный 365 дням 6 часам 9 минутам и 9 секундам, за который она совершает один оборот вокруг Солнца, называется звездным годом. Орбита, по которой движется Земля, представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце. Поэтому Земля, совершая годовое движение, то приближается, то удаляется от Солнца, и расстояние между ними изменяется от 152,1 млн. км до 147,1 млн. км. Чтобы хоть как-то представить себе среднюю величину этого расстояния (149,5 млн. км), вообразите себе скорый поезд, который безостановочно движется со скоростью 100 км/ч. Чтобы преодолеть это расстояние, ему понадобилось бы 170 лет. Ось суточного вращения Земли, всегда направленная на Полярную звезду и образующая с плоскостью земной орбиты угол в 66° 33', (На стол ставится глобус, обращаем внимание на наклон оси) устойчиво сохраняет при годовом движении свое направление в пространстве и обусловливает смену времен года. Во Вселенной все находится в постоянном движении. Земля, например, не только движется вокруг Солнца, но и подобно юле вращается вокруг своей оси. Такое вращение Земля совершает против часовой стрелки, т. е. с запада на восток. Вращение нашей планеты вокруг Солнца и вокруг своей оси приводит к последствиям, имеющим значение для всех живущих на Земле.

Врунгель: Так почему же происходит смена дня и ночи?

Ученик: Земля делает полный оборот вокруг своей оси примерно за 24 часа, т. е. за одни сутки. На самом деле, никакого осевого стержня внутри нашей планеты не существует. Земной осью называют воображаемую линию, вокруг которой вращается Земля.

Учитель: Ось вращения Земли проходит через ее центр и пересекается с земной поверхностью в точках, называемых Северным и Южным полюсами. Северный полюс обращен к Полярной звезде, которая находится точно над ним. На противоположной стороне Земли находится Южный полюс. На равном расстоянии от полюсов проходит экватор — окружность, которая условно делит земной шар пополам на Северное и Южное полушария.

Врунгель: На какой части Земли изображена ночь, а на какой — день? (рис.)

Ученик: Когда солнечные лучи падают на шарообразную Землю, они освещают только ту ее половину, которая обращена к Солнцу, в то время как другая половина Земли остается в тени. Следовательно, вращаясь вокруг своей оси, Земля подставляет Солнцу то один бок, то другой. Так происходит смена дня и ночи, т. е светлого и темного времени суток. Момент, когда солнце появляется над горизонтом, называют восходом, а когда оно опускается за горизонт — закатом. Солнце всегда встает в восточной части небосклона, а садится в западной.

Учитель: Ребята, давайте из курса природоведения вспомним, почему в течение года продолжительность дня неодинакова?

Ученик: По собственному опыту мы знаем, что в течение года день длится то меньше, то больше ночи. Зимой, если мы учимся в первую смену, мы идем в школу еще затемно, и вскоре после нашего возвращения домой за окном опять наступают сумерки. Зато летом можно быть на улице очень долго, темное время суток длится лишь несколько часов. Причина разной продолжительности светового дня в течение года в том, что ось вращения Земли наклонена.

Врунгель: А можно я задам вопрос? Как же связаны между собой продолжительность светового дня и смена времен года?

Ученик: Чем длиннее день, тем больше солнечного тепла получает поверхность Земли. В природе изменение количества солнечного тепла вызывает смену времен года.

Учитель: Ребята, давайте в ваших навигационных документах узнаем, как вращается Земля вокруг Солнца. Откройте стр. 19 учебника, рис. 16.

В Северном полушарии самый длинный день в году бывает 22 июня. Именно в этот день Северный полюс максимально развернут в сторону Солнца. 22 июня называют днем летнего солнцестояния. Через полгода, 22 декабря, в Северном полушарии наступает самый короткий день (и, соответственно, самая длинная ночь). 22 декабря называют днем зимнего солнцестояния. Нетрудно убедиться, что в Южном полушарии картина противоположная. Когда у нас зима, в Антарктиде и Австралии — лето, и наоборот.

Весеннее равноденствие (21 марта)

Летнее солнцестояние (22 июня)

Осеннее равноденствие (23 сентября)

Зимнее солнцестояние (22 декабря)

Врунгель: А мне вот еще что интересно: в каких областях Земли существуют все четыре времени года, а в каких — «вечное лето» и «вечная зима»?

Учитель: Только два раза в году Северный и Южный полюсы Земли освещаются Солнцем одинаково. Это происходит 21 марта (день весеннего равноденствия) и 23 сентября (день осеннего равноденствия). В эти дни на всей Земле день равен ночи. Чем ближе территория к полюсу, тем сильнее на ней различается продолжительность дня и ночи в течение года. На полюсах полгода солнце вообще не поднимается над горизонтом — длится полярная ночь. В оставшиеся полгода, напротив, солнце никогда не садится за горизонт — продолжается полярный день.

За время одного полного оборота вокруг Солнца наша планета успевает сделать 365 полных оборотов вокруг своей оси и повернуться еще немного (на 90° или 6 ч). Конечно, люди никогда в конце года не переводили время на 6 часов вперед. Но еще в календаре, введенном римским императором Юлием Цезарем, один раз в четыре года вводился так называемый високосный год. Такой год состоит из 366 дней. Високосными принято считать года, две последние цифры, которых делятся на 4 без остатка. Например, 2004, 2008 гг. и т. д.

Ребята, так какой же главный вывод мы можем сделать с вами сегодня? Что запомнили вы и чему мы смогли научить нашего капитана:

ВЫВОД

Причиной смены дня и ночи является вращение Земли вокруг своей оси. Земная ось наклонена к плоскости орбиты Земли, поэтому в течение года наша планета освещается Солнцем неравномерно. Для большинства точек на земной поверхности характерна смена времен года: лета, осени, зимы и весны.

III. Закрепление:

Вопросы

1. Какие удивительные явления на Земле обусловлены ее суточным вращением?

2. Почему высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется? Почему в Северном полушарии, где мы живем, зима наступает, когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, а лето — наоборот, когда она от него дальше?

3. Одним из следствий суточного вращения Земли является смена дня и ночи, которая наступает в разных ее пунктах в разное время. Принято, что новая календарная дата в каждом пункте начинается в полночь. В разных пунктах нашей: планеты полночь наступает в разное время. Это часто приводит к недоразумениям, в особенности при кругосветных путешествиях. Каким?

IV. Домашнее задание: § 5.