Opracowanie edukacyjne
Ruchy Ziemi i ich następstwa – geografia klasa 6
Ziemia obraca się wokół osi i obiega Słońce. Dla klasy 6 najważniejsze jest oddzielenie skutków tych ruchów: zmiany dnia i nocy nie mają tej samej przyczyny co zmiany długości dnia w ciągu roku. Przećwiczysz też miejscowy czas słoneczny. Obliczenia dotyczą modelu słonecznego, nie godzin pokazywanych przez zegarki w państwach.
Po tej lekcji potrafisz
- Rozróżniać ruch obrotowy i obiegowy.
- Obliczać proste różnice miejscowego czasu słonecznego.
- Wyjaśniać pory roku przez nachylenie osi i obieg Ziemi.
- Porównywać przesilenia oraz równonoce na obu półkulach.
Obrót i doba: obserwator ma znaczenie
Ruch obrotowy to obrót Ziemi wokół jej osi z zachodu na wschód. Obserwowany znad bieguna północnego jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara; znad południowego ten sam obrót wygląda przeciwnie. Dlatego określenie zgodnie z zegarem bez wskazania miejsca obserwatora jest niepełne. W ciągu doby kolejne miejsca zwracają się ku Słońcu i od niego, co wyjaśnia następstwo dnia i nocy.
Średnia doba słoneczna trwa 24 godziny. Nie utożsamiaj jej z okresem obrotu względem odległych gwiazd, wynoszącym około 23 godzin i 56 minut. Ziemia podczas obrotu także przesuwa się na orbicie, dlatego Słońce i gwiazdy nie są identycznymi punktami odniesienia. W zadaniach szkolnych o miejscowym czasie słonecznym korzystamy z podziału pełnego obrotu 360° na 24 godziny.
Czas słoneczny: policz różnicę i ustal znak
Zależność 360° : 24 godziny daje 15° na godzinę, czyli 1° na 4 minuty. Wyobraź sobie dwa miejsca na południkach 20°E i 35°E. Różnica długości wynosi 15°, więc różnica miejscowego czasu słonecznego wynosi godzinę. Drugie miejsce leży na wschód, zatem ma późniejszy czas słoneczny: gdy w pierwszym jest 10:00, w drugim jest 11:00.
Teraz zmień kierunek: od południka 20°E do 5°E przesuwasz się na zachód o 15°. Od 10:00 odejmujesz godzinę i otrzymujesz 9:00. Najpierw porównaj położenie południków, potem wykonaj działanie. Czas urzędowy zależy od stref i decyzji państw, dlatego z takiego obliczenia nie wynika automatycznie godzina odjazdu pociągu ani czas na telefonie.
Obieg i nachylenie osi: dlaczego mamy pory roku?
W ruchu obiegowym Ziemia krąży wokół Słońca. Jej oś jest nachylona względem płaszczyzny orbity; w szkolnym modelu zachowuje zbliżony kierunek w przestrzeni podczas rocznego obiegu. W kolejnych częściach roku zmienia się więc oświetlenie półkul. Gdy półkula północna jest zwrócona bardziej ku Słońcu, ma dłuższe dni i większą wysokość górowania Słońca niż w swojej zimie.
Nie wyjaśniaj lata samą mniejszą odległością od Słońca. Jednocześnie na półkuli północnej może być lato, a na południowej zima, mimo że cała Ziemia znajduje się w tym samym miejscu orbity. Ten przykład pomaga sprawdzić przyczynę: trzeba uwzględnić różne oświetlenie półkul. Odwrócenie pór roku nie oznacza odwrócenia kierunku obrotu Ziemi.
Przesilenia i równonoce: porównanie warunków
W przesileniu czerwcowym Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Raka. Na półkuli północnej występuje najdłuższy dzień roku, a w obszarze okołobiegunowym dzień polarny. W przesileniu grudniowym zenit przypada na zwrotniku Koziorożca; na biegunie północnym trwa noc polarna. Nazwy czerwcowe i grudniowe wskazują miesiąc, a nie porę roku wspólną dla obu półkul.
Podczas równonocy punkt zenitalnego górowania Słońca znajduje się na równiku. W szkolnym przybliżeniu dzień i noc mają po około 12 godzin; rzeczywiste długości zależą też od sposobu wyznaczania wschodu i zachodu oraz załamania światła w atmosferze. Ćwiczenie: jeżeli w opisie pojawia się zenit na zwrotniku Raka, wybierz przesilenie czerwcowe, nie równonoc. Sama informacja o ciepłym dniu nie wystarczy do rozpoznania położenia Ziemi na orbicie.
Plan pracy z materiałem
| Krok | Działanie |
|---|---|
| 1 | Ustal, czy porównujesz obrót dobowy, czy zmiany roczne. |
| 2 | W zadaniu czasowym oblicz różnicę długości geograficznej. |
| 3 | Przelicz 1° na 4 minuty; na wschód dodaj, na zachód odejmij. |
| 4 | W zadaniu o oświetleniu nazwij półkulę oraz przesilenie albo równonoc. |
Najważniejsze pojęcia
- ruch obrotowy
- Obrót Ziemi wokół jej osi.
- ruch obiegowy
- Ruch Ziemi po orbicie wokół Słońca.
- miejscowy czas słoneczny
- Czas wyznaczany z położenia Słońca względem miejscowego południka.
- zenit
- Punkt na sferze niebieskiej bezpośrednio nad obserwatorem.
Najczęstsze pomyłki
- Doba słoneczna i obrót względem gwiazd mają różne okresy.
- Miejscowy czas słoneczny nie musi być równy czasowi urzędowemu.
- Pory roku wynikają z obiegu i nachylenia osi; nie z samej zmiany odległości.
- Przesilenie czerwcowe oznacza lato na półkuli północnej, ale zimę na południowej.
Podsumowanie do zapamiętania
- Obrót wyjaśnia dobowy cykl dnia i nocy.
- 15° długości odpowiada godzinie czasu słonecznego.
- Obieg wraz z nachyleniem osi zmienia oświetlenie półkul.
- W równonoc Słońce góruje w zenicie na równiku.