Planeta Zeme

1
Planeta Zeme

• Pohyby Zeme a jejich dusledky

2
Pohyby Zeme

• Planeta Zeme je jednou z osmi planet Slunecní
  soustavy.
• Vzhledem k okolnímu vesmíru je v neustálém
  pohybu.
• Úkol 1 Které pohyby naše planeta ve Slunecní
  soustave vykonává?
• Rešení
• Rotace kolem zemské osy
• Obeh kolem Slunce
• Precesní pohyb zemské osy
• Nutace zemské osy

Obr. 1 lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/SouborThe_E
arth_seen_from_Apollo_17.jpggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
3
Rotace kolem osy

• Zemská osa je myšlená prímka procházející jižním
  a severním pólem.
• Zeme kolem této osy rotuje od západu na východ
  (proti smeru hodinových rucicek).
• Jedna otocka o 360 º trvá 23 h 56 m 4,09 s
  (siderický den).

Obr.2lthttp//de.wikipedia.org/w/index.php?titleB
ildRotating_earth_(large).giffiletimestamp20041
218213600gt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
4
Dusledky rotace kolem osy 1

• Úkol 2 Jaké dusledky má rotace Zeme kolem osy
  pro pozorovatele na Zemi?
• Rešení
• Nejlépe pozorovatelným dusledkem je strídání dne
  a noci.
• Úkol 3 Proc je siderický den kratší než 24
  hodin? Pokuste se odpovedet s využitím obrázku
  vpravo.

Obr.3lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageTiempo_s
idC3A9reo.en.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
5
Dusledky rotace kolem osy 2

• Rešení z predchozí strany
• Zeme behem otocky o 360 º projde na své obežné
  dráze kolem Slunce približne jeden stupen, a
  dostane se tak z pozice 1 do pozice 2 (viz
  obrázek vlevo).
• Tento jeden stupen musí dotocit, aby se ocitla ve
  stejném postavení vuci Slunci.
• Dotocení stihne približne za ctyri minuty (pozice
  3), které tak tvorí rozdíl mezi siderickým dnem a
  bežným dnem trvajícím 24 hodin.

Obr.4lthttp//de.wikipedia.org/wiki/BildSidereal_
day_(prograde).pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
6
Obeh Zeme kolem Slunce

• Geocentrismus, predstavu, že se v centru Slunecní
  soustavy nachází Zeme a všechna ostatní telesa,
  vcetne Slunce, kolem ní obíhají (horní schéma),
  zastávali již mnozí antictí astronomové a své
  príznivce mela také ve stredoveku.
• Správná heliocentrická predstava (spodní schéma)
  se více prosadila až díky Mikuláši Koperníkovi,
  Johannesu Keplerovi a Galileo Galileovi v 16. a
  17. století.

Obr. 5lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageGeoz_wb
_en.jpggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
7
Parametry obežné dráhy Zeme 1

• Zeme obíhá po eliptické dráze od západu k východu
  (proti smeru hodinových rucicek).
• Slunce se nachází v jednom ohnisku této elipsy.
• Prumerná vzdálenost Zeme od Slunce dosahuje
  149 597 870 691 ( 30 metru) a nazývá se
  astronomická jednotka.
• Astronomická jednotka (AU) se používá jako jedna
  z možností pro urcování vzdáleností ve vesmíru.

Obr. 6lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/SouborObC4
9BC5BEnC3A1_drC3A1ha.jpggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
8
Parametry obežné dráhy Zeme 2

• Místo, kde se Zeme nachází nejdále od Slunce, se
  nazývá afélium.
• Místo, kde se Zeme nachází nejblíže ke Slunci, se
  nazývá perihélium.
• V aféliu se Zeme nachází zacátkem cervencem, v
  perihéliu zacátkem ledna.
• Rozdíly vzdáleností jsou príliš malé na to, aby
  se projevily na strídání rocních období.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
9
Dusledky obehu Zeme kolem Slunce 1
Obr. 7lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageNorth_
season.jpggt

• Úkol 4 Co je hlavní prícinou strídání rocních
  období? Pri úvahách využij obrázek nahore.
• Rešení Hlavní prícinou strídání rocních období
  je stálý sklon zemské osy vuci rovine ekliptiky a
  s tím související rozdílná intenzita dopadajících
  slunecních paprsku na severní a jižní polokouli
  behem roku.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
10
Dusledky obehu Zeme kolem Slunce 2

• Behem jarní rovnodennosti (obvykle 20. nebo 21.
  3.) dopadají slunecní paprsky kolmo na rovník.
  Den i noc jsou všude stejne dlouhé (12 hodin). Na
  severní polokouli zacíná jaro.
• Behem letního slunovratu (obvykle 20. nebo 21.
  6.) dopadají slunecní paprsky kolmo na obratník
  Raka. V oblasti mezi severním polárním kruhem a
  severním pólem je polární den, Slunce zde
  nezapadá pod obzor. Na severní polokouli zacíná
  léto.

Obr. 8lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-l
ighting-equinox_EN.pnggt
Obr. 9lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-li
ghting-summer-solstice_EN.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
11
Dusledky obehu Zeme kolem Slunce 3

• Behem podzimní rovnodennosti je situace stejná
  jako pri rovnodennosti jarní. Nastává obvykle 22.
  nebo 23. 9. a na severní polokouli zacíná
  podzim.
• Úkol 5 podle obrázku vlevo dole charakterizujte
  obdobným zpusobem zimní slunovrat. Zodpovezte
  následující otázky
• Kde na Zemi nastává polární noc a kde polární
  den?
• Kde dopadají polední paprsky kolmo na zemský
  povrch?
• Víte, kdy obvykle nastává zimní slunovrat?

Obr. 10lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-
lighting-winter-solstice_EN.pnggt
Obr. 11lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-
lighting-equinox_EN.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
12
Úkol 6

• Úkol 6 Pod jakým úhlem budou 21. 6. v poledne
  dopadat slunecní paprsky na rovnobežce 70 º s. š.
• Rešení
• Kolmo dopadají v den letního slunovratu na
  obratník Raka, který má zemepisnou šírku f 23,5
  º s. š.
• Rozdíl zemepisných šírek obou míst je 46,5 º.
• O tuto hodnotu se zmenší úhel dopadajících
  paprsku.
• Výsledek tedy získáme jako rozdíl 90 º 46,5 º
  43,5 º.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
13
Úkol 7

• Úkol 7 Kde dopadají 22. 12. slunecní paprsky v
  poledne pod úhlem 30 º?
• Rešení
• Pod úhlem 90 º dopadají toho dne na obratníku
  Kozoroha (23,5 º j. š.).
• 30 º je hodnota o 60 º menší. Hledané místo je
  tedy vzdáleno od obratníku Kozoroha 60 º.
• Proto jsou hledanými místy rovnobežky 83,5 º j.
  š. a 36,5 º s. š.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
14
Zdánlivý pohyb Slunce

• Prestože jsou behem rovnodennosti den i noc
  stejne dlouhé, zdánlivá dráha Slunce na obloze se
  na ruzných zemepisných šírkách liší.
• Na obrázku jsou znázornené zdánlivé dráhy Slunce
  na rovníku a na 50 º s. š.
• Úkol 8 Pokuste se odhadnout, jak bude vypadat v
  tento den zdánlivá dráha Slunce na severním pólu.

Obr. 12lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEquino
x-0.jpggt
Obr. 13lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEquino
x-50.jpggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
15
Úkoly 9 a 10

• Úkol 9 Kde na Zemi muže nastat situace, že se
  Slunce nachází prímo v zenitu (nadhlavníku) a
  slunecní paprsky dopadají na povrch pod úhlem 90
  º?
• Rešení
• Pouze v pásu mezi obratníkem Raka a obratníkem
  Kozoroha.
• Úkol 10 Na kterou svetovou stranu bude v poledne
  smerovat stín cloveka nacházejícího se na 10 º j.
  š.?
• 21. 3.
• 21. 6.
• 22. 12.
• Rešení
• 21. 3. a 21. 6. na jih a 22. 12. na sever.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
16
Precese

• Vlivem nepravidelného rozložení hmoty na Zemi
  dochází gravitacním pusobením okolních teles
  (predevším Slunce a Mesíce) ke krouživému pohybu
  zemské osy (na obrázku vyznacen písmenem P).
• Zemská osa opisuje pri tomto pohybu plášt
  dvojkužele s vrcholem ve stredu Zeme.
• Jedna otocka trvá približne 25765 let (Platónský
  rok).
• Tento pohyb se nazývá precese.

Obr. 14lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImagePraeze
ssion.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
17
Nutace

• Pres precesní pohyb se prekládá ješte jeden
  pohyb, který je na schématu vlevo znázornen
  písmenem N.
• Tento vlnivý pohyb zemské osy se nazývá nutace.
• Hlavní prícinou nutace je periodicky se menící
  postavení Mesíce a Slunce vuci Zemi.

Obr. 15lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImagePraeze
ssion.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
18
Nebeský pól a nebeský rovník

• Nebeský pól je místo, kde zemská osa protíná
  nebeskou sféru. Na obrázku oznacen NORTH (SOUTH)
  CELESTIAL POLE.
• Nebeský rovník je prunik roviny svetového rovníku
  s nebeskou sféru. Na obrázku oznacen CELESTIAL
  EQUATOR.

Obr. 16lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageAxialT
iltObliquity.pnggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
19
Dusledky precese

• Vlivem precese se mení poloha nebeského pólu.
• Zatímco v soucasné dobe lze pro urcování severu
  na severní polokouli použít hvezdu Polárku ze
  souhvezdí Malého vozu, za 10 000 let bude stejnou
  úlohu plnit Deneb ze souhvezdí Labute a o
  dalších 2000 let pozdeji Vega ze souhvezdí Lyry.

Obr. 17lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImagePreces
sion_N.gifgt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
20
Úkol 11

• Úkol 11 Urci výšku severního nebeského pólu nad
  obzorem pro pozorovatele na severní polokouli,
  který stojí na míste se zemepisnou šírkou f.
• Pro odvození využij schéma vpravo.

Obr. 18 Zdroj Petr Doubrava
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
21
Rešení úkolu 11

• Rešení Výšce nebeského rovníku nad obzorem
  odpovídá úhel ß.
• Dále vidíme, že
• ? 90 º f
• a také
• ß 90 º ?
• neboli
• ß 90 º (90 º f)
• tedy ß f
• Výška nebeského pólu nad obzorem odpovídá
  zemepisné šírce místa pozorování.

Obr. 19 Zdroj Petr Doubrava
Poznámka Smer k Polárce ze stredu Zeme je stejný
jako z místa pozorování A, protože vzdálenost
techto míst je zanedbatelná oproti vzdálenosti
Zeme od Polárky.
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
22
Úkol 12

• Úkol 12 Pro urcování severu se v soucasnosti
  nejlépe hodí hvezda Polárka, která je od
  severního nebeského pólu vzdálená necelý jeden
  stupen. Z jakých míst na Zemi mužeme tuto hvezdu
  na obloze pozorovat? Pri rešení zanedbejte
  vzdálenost Polárky od severního nebeského pólu.
• Rešení
• Prímo v nadhlavníku se severní nebeský pól
  nachází na severním pólu.
• Postoupíme-li o jeden stupen na jih, sníží se
  výška nebeského pólu nad obzorem o jeden stupen.
• Na rovníku bude Polárka o 90 º níže, tedy prímo
  na obzoru.
• Na jižní polokouli se již bude nacházet trvale
  pod hranicí obzoru.
• Viditelná je pouze ze severní polokoule.

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
23
Poznámka k nebeskému pólu

• Všechny hvezdy zdánlive vykonávají kruhové dráhy
  kolem nebeského pólu (a tedy kolem Polárky).
• Na snímku s dlouhou expozicí jsou zachyceny cásti
  techto kružnic.
• Jak jsme již odvodili, odpovídá výška Polárky
  zemepisné šírce místa pozorování. Na 50 º s. š.
  se tedy nachází 50 º nad obzorem.

Obr. 20lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageStar_t
rails_over_mountain.jpggt
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
24
Zdroje a licence použitých obrázku

• Obr. 1 lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/SouborThe_E
  arth_seen_from_Apollo_17.jpggt Licence public
  domain
• Obr. 2lthttp//de.wikipedia.org/w/index.php?title
  BildRotating_earth_(large).giffiletimestamp2004
  1218213600gt Licence Creative Commons Attribution
  ShareAlike 3,0, Autor Marvel
• Obr. 3lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageTiempo_
  sidC3A9reo.en.pnggt Licence Creative Commons
  Attribution ShareAlike 2.5, Autor Javier Blanco
• Obr. 4lthttp//de.wikipedia.org/wiki/BildSidereal
  _day_(prograde).pnggt Licence Creative Commons
  Attribution ShareAlike 3,0, Autor Gdr
• Obr. 5lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageGeoz_wb
  _en.jpggt Licence Creative Commons Attribution
  ShareAlike 2.5, Autor Niko Lang
• Obr. 6lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/SouborObC4
  9BC5BEnC3A1_drC3A1ha.jpggt Licence Creative
  Commons Attribution ShareAlike 2.5, Autor
  Pastorius
• Obr. 7lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageNorth_s
  eason.jpggt Licence Creative Commons Attribution
  ShareAlike 2.5, Autor Tauolunga
• Obr. 8, 10lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEar
  th-lighting-equinox_EN.pnggt Licence Creative
  Commons Attribution ShareAlike 2.0, Autor
  Blueshade
• Obr. 9lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-l
  ighting-summer-solstice_EN.pnggt Licence Creative
  Commons Attribution ShareAlike 2.0, Autor
  Blueshade
• Obr. 11lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEarth-
  lighting-equinox_EN.pnggt Licence Creative
  Commons Attribution ShareAlike 2.0, Autor
  Blueshade
• Obr. 12lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEquino
  x-0.jpggt Licence Creative Commons Attribution
  ShareAlike 2.5, Autor Tauolunga
• Obr. 13lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageEquino
  x-50.jpggt Licence Creative Commons Attribution
  ShareAlike 2.5, Autor Tauolunga
• Obr. 14, 15lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImagePr
  aezession.pnggt Licence Creative Commons
  Attribution ShareAlike 3,0, Autor Herbay
• Obr. 16lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageAxialT
  iltObliquity.pnggt Creative Commons Attribution
  ShareAlike 3.0, Autor Dna-Webmaster
• Obr. 17lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImagePreces
  sion_N.gifgt Creative Commons Attribution
  ShareAlike 2.5, Autor Tauolunga
• Obr. 18, 19 Zdoj Petr Doubrava (Autor povoluje
  další šírení obrázku pod licencí public domain).
• Obr. 20lthttp//en.wikipedia.org/wiki/ImageStar_t
  rails_over_mountain.jpggt Licence Creative
  Commons Attribution ShareAlike 2.0, Autor
  TopTechWriter.US

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.
25
Zdroje faktických údaju

• Hodnota astronomické jednotky dostupné z www
  lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/AstronomickC3A1_je
  dnotkagt
• Délka siderického dne dostupné z www
  lthttp//cs.wikipedia.org/wiki/HvC49BzdnC3BD_C
  48Dasgt
• Délka Platónského roku dostupné z www
  lthttp//en.wikipedia.org/wiki/Great_yeargt

Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN
1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpoctu CR. Provozováno Výzkumným ústavem
pedagogickým v Praze.