1. Przedstaw najistotniejsze założenia teorii heliocentrycznej.
Słońce znajduje się w środku układu planetarnego (Układu Słonecznego), a Ziemia wraz z innymi planetami krąży wokół niego po kołowych orbitach, obracając się jednocześnie wokół własnej osi.
W teorii heliocentrycznej Mikołaja Kopernika Słońce, którę względnie się nie porusza i zajmuje centralne miejsce we wszechświecie, a Planety krążą wokół niego po eliptycznych orbitach.
2. Przedstaw poglądy na temat kształtu i miejsca Ziemi we wszechświecie.
- Ziemia jest płaską tarczą oblaną wodami starożytności;
- idealistyczny pogląd Pitagorasa (VI w. p.n.e.)- bogowie nadali jej kształt idealnej bryły- kuli;
- realistyczne poglądy Arystotelesa (IV w.p.n.e.): obserwacja kształtu widnokręgu, obserwacja statków, zaćmienie księżyca i słońca;
- wniosek Izaaka Newtona- Ziemia nie jest kulą, ale elipsoidą obrotową.
Geoida- bryła określająca kształt Ziemi, powstała poprzez przedłużenie powierzchni wody pod powierzchnią lądu.
Początkowo wyobrażenia dotyczące kształtu i rozmiaru ziemi były związane z wierzeniami oraz filozoficznymi poglądami. Na przykład Hindusi przedstawiali Ziemię jako tarczę usytuowaną na grzbietach czterech słoni stojących na olbrzymim morskim żółwiu i otoczonych wijącym się wężem. W Starożytnej Grecji czy Babilonii wyobrażano sobie Ziemię jako płaski krążek pływający po bezmiernym oceanie lub jako wypukłą tarczę.Pierwszą hipotezę o kulistości Ziemi sformułował Pitagoras.Przekonanie Pitagorasa dwa wieki później potwierdził Arystoteles.
3. Przedstaw dowody pośrednie i bezpośrednie na kulistość Ziemi.
dowody pośrednie:- widnokrąg w każdym miejscu na Ziemi na otwartej przestrzeni ma kształt koła- obserwacja przypływającego i odpływającego statku- przesuwanie się cienia Ziemi po powierzchni Księżyca podczas jego zaćmienia- zmiany w widoku wysokości Gwiazdy Polarnej i w kącie obserwacji
dowody bezpośrednie:- podróż dookoła świata Magellana i El Cana- zdjęcia satelitarne(teledetekcja)
4. Omów pomiar wykonany przez Eratostenesa.
Eratostenes porównał długość cieni rzucanych w południe, w czasie letniego przesilenia, pomiędzy Syene (dzisiejszy Asuan w Egipcie nad Nilem) i Aleksandrią. Założył przy tym, że Słońce jest tak odległe, że promienie światła w obu miejscach są praktycznie równoległe. W tym okresie promienie słoneczne w Syene oświetlały dno głębokiej studni, padały więc pionowo (Słońce było w zenicie), podczas gdy w tym samym czasie w Aleksandrii (leżącej według Erastotenesa na tym samym południku, co nie jest prawdą, ale popełniany błąd jest niewielki) padały one pod kątem 7,2 stopnia (co stanowi 7,2/360 czyli 1/50 część kąta pełnego). Od podróżników karawan wiedział także, że odległość pomiędzy tymi miastami wynosi ok. 5000 stadionów (t.j. ok. 800 km, dokładna wartość długości stadionu nie jest znana, ale średnio antyczny stadion miał długość ok. 185 m). Obwód Ziemi powinien być więc 50 razy większy, czyli wynosić ok. 40 000 km.
5. Omów ruch wirowy Ziemi , przedstaw jego cechy charakterystyczne oraz konsekwencje tego ruchu
Ruch wirowy Ziemi, inaczej zwany obrotowym, jest to ruch naszej planety wokół własnej osi odbywający się z zachodu na wschód. Czas jednego pełnego obrotu wynosi około 23 godzin 56 minut oraz 4,1 sekundy. Czas ten stanowi dobę gwiazdową.
Jego widocznymi następstwami są następujące zjawiska:
• pozorna wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim ze wschodu na zachód,
• zmiana wysokości Słońca nad horyzontem,
• zmiana oświetlenia w przebiegu dobowym,
• spłaszczenia Ziemi przy biegunach,
• odchylenie toru swobodnie spadających ciał (na półkuli północnej w prawo a na półkuli południowej w lewo), co powoduje odchylenia pasatów, intensywniejsze podmywanie niektórych brzegów rzek o przebiegu południkowym oraz prądów morskich (wynik siły Coriolisa),
• przemieszczanie się pływów na morzach i oceanach, spowodowane grawitacyjnym przyciąganiem Księżyca.
Społecznym przejawem ruchu wirowego jest ustalenie różnego rodzaju rachuby czasu:
• doba słoneczna - czas między poprzednim a kolejnym górowaniem Słońca (24 godziny),
• doba cywilna - z początkiem 12 godzin przed górowaniem Słońca, tak więc górowanie przypada na godzinę 12:00 w południe,
• czas strefowy - jest to czas ustalana dla poszczególnych stref w zależności od odległości od południka 0°. Każda ze stref obejmuje 15° długości geograficznej, przy czym pierwsza obejmuje 7,5° zarówno po jednej jak i po drugiej stronie południka 0°,
• czas uniwersalny (UT) - czas południka 0°. W stosunku do czasu UT określa się czas pozostałych miejsc na Ziemi przez dodawanie pełnych godzin (na półkuli wschodniej) lub odejmując ( na półkuli zachodniej),
• czas urzędowy - ustalony dla danego obszaru, np. dla terytorium danego państwa.
6. Omów ruch obiegowy Ziemi , przedstaw jego cechy charakterystyczne oraz konsekwencje.
Ruch obiegowy Ziemi ( inaczej ruch postępowy) polega na okrążaniu Słońca przez planetę po eliptycznej orbicie. Średnia prędkość tego ruchu wynosi 30 km/s. Jedno pełne okrążenie zajmuje Ziemi 365 dni, 5 godzin, 48 minut i 45,9 sekund, czyli 1 rok. Po każdych czterech latach te około 6 godzin z każdego roku zostaje dodane jako jeden dzień do najkrótszego miesiąca, czyli do lutego. Są to wówczas tzw. lata przestępne, w czasie których luty liczy sobie 29 dni, a nie 28 jak to ma miejsce w przypadku normalnych lat (lata zwykłe). Ruch ten odbywa się niezgodnie z ruchem wskazówek zegara. Ponieważ orbita ziemska ma kształt owalny, podczas swojej drogi wokół Słońca znajduje się w różnej od niego odległości:
• najdalej (aphelium) - 152 mln km, ok. 4 - 5 lipca,
• najbliżej (peryhelium) - 147 mln km, ok. 2 - 3 stycznia.
Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi zatem 150 mln km.
Płaszczyzna orbity ziemskiej (ekliptyki) jest nachylona w stosunku do płaszczyzny równika pod kątem 23°27', natomiast oś ziemska jest nachylona do płaszczyzny ekliptyki pod kątem 66°33'.
Skutkiem tego ruchu przy stałym nachyleniu osi Ziemi a stosunku do płaszczyzny ekliptyki, które wynosi 66°33', jest zróżnicowany kąt padania promieni słonecznych na płaszczyznę planety w zależności od szerokości geograficznej. Dlatego też można wyróżnić 3 stref oświetleniowych na kuli ziemskiej rozkładające się równomiernie po obu stronach równika. Są to:
• strefa międzyzwrotnikowa - od zwrotnika Raka po zwrotnik Koziorożca, najlepiej oświetlona, promienie słoneczne przemierzają najkrótszą drogę i padają prostopadle, dlatego niosą największa energię, dwa górowania Słońca w ciągu na równiku (21 III oraz 23 IX), jedno górowanie Słońca nad zwrotnikiem w ciągu roku ( zwrotnik Raka - 22 VI; zwrotnik Koziorożca - 22 XII),
• strefa umiarkowanych szerokości geograficznych - od zwrotników po koło podbiegunowe, wysokość Słońca maleje w miarę oddalania się od zwrotnika, natomiast zwiększa się kąt padania promieni, co wydłuża ich drogę i zmniejsza ilość niesionej energii,
• strefa podbiegunowa - od koła podbiegunowego po biegun.
Wędrówka Słońca między zwrotnikami w ciągu roku powoduje zmiany w ...
akszyma