Para marcar a passagem do tempo, alocamos 24 horas por dia.
A maioria de nós está habituada ao facto de o dia ter 24 horas, mas não estamos habituados ao facto de isso não corresponder à rotação de 360 graus da Terra. No entanto, a maioria dos dias é maior ou menor que 24 horas. Para eles, existem apenas 4 dias por ano que têm exatamente 24 horas.
Esta é a duração de um dia normal, mas a maioria dos dias não dura 24 horas.
Este diagrama mostra um analema construído fotografando o sol nas mesmas épocas ao longo do ano. O fato de o Sol não estar na mesma posição é uma combinação de variações na inclinação e inclinação axial, excentricidade orbital e velocidade à medida que orbitamos ao redor do Sol. O sol não está na mesma posição todos os dias. Não exatamente 24 horas.
Pode parecer contra-intuitivo, mas um dia não é tempo suficiente para que toda a Terra gire 360 graus.
A Terra, que gira em torno do Sol e gira em seu eixo, sempre define “meio-dia” e “meia-noite” da mesma forma. Isto é, onde a altura do Sol é maior acima ou abaixo do horizonte. Este momento não corresponde a um momento em que a Terra girou 360 graus desde o dia anterior, mas está mais próximo de 360,9856 graus devido ao efeito adicional do movimento da Terra em torno do Sol.
Ele gira 360 graus a cada 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos, portanto não chegará às 00:03:55,91.
Estes rastos de estrelas aparecem no céu através de uma combinação de fotografia de longa exposição do Pólo Norte e da física da rotação da Terra. Ninguém jamais conseguiu capturar uma trilha estelar completa em 360 graus, mas acontece que você não precisa de 24 horas de fotografia para completar o círculo, apenas uma exposição de 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos. fique surpreso em saber. É um dia sideral, não um dia solar.
Astronomicamente, uma revolução é um dia sideral, que é diferente de um dia solar (de calendário).
Mesmo que a Terra gire 360 graus em torno do seu eixo, ela ainda não envelheceu um dia inteiro. Como a Terra também está se movendo em sua órbita ao redor do Sol, ela precisaria girar quase um grau adicional para “alcançar”. explica a diferença entre um dia sideral (uma rotação de 360 graus) e um dia solar/de calendário (o sol retorna à posição do dia anterior).
Um dia tradicional é definido pelo retorno do sol à sua posição original no dia anterior.
Ao longo dos 365 dias do ano, o Sol parece mover-se não apenas para cima e para baixo no céu, conforme determinado pela inclinação do eixo da Terra, mas também para frente e para trás, conforme determinado pela sua inclinação e pela órbita elíptica circundante. Quando ambos os efeitos se combinam, o oito comprimido resultante é conhecido como analema. As imagens do sol mostradas aqui são 52 fotografias selecionadas das observações de Cesar Cantú no México durante um ano civil.
Isto requer levar em conta o movimento da Terra através do espaço.
Esta visão da Terra é fornecida pela espaçonave Messenger da NASA. A espaçonave teve que realizar sobrevôos pela Terra e Vênus para perder energia suficiente para chegar ao seu destino final, Mercúrio. A Terra redonda e rotativa e suas características são inegáveis. Esta rotação explica porque é que o centro da Terra se incha e se comprime nos pólos, e porque é que o equador e os pólos têm diâmetros diferentes. Mas a Terra também se move no espaço em relação ao Sol, portanto é necessário mais do que rotação para explicar a duração de um dia.
A Terra deve girar aproximadamente 1° a mais para dar conta de seu movimento diário em torno do Sol.
Esta ilustração fora de escala mostra a diferença entre um dia sideral, no qual a Terra gira 360 graus, e um dia solar, no qual são necessários 3 minutos e 55,91 segundos adicionais para a Terra girar o suficiente para retornar ao Sol. Retorne à posição do dia anterior no céu. A Terra não apenas gira em torno de seu eixo, mas também gira em torno do sol. Ambos os aspectos devem ser considerados na definição de um dia de calendário.
Esses 0,9856° “extras” de rotação equivalem a 235,91 segundos adicionais, estendendo o dia solar para 24 horas.
Em vez de corresponder a uma mera rotação de 360 graus da Terra de um dia para o outro, corresponde a uma rotação adicional suficiente para acomodar o retorno do Sol à mesma posição no céu terrestre. Da mesma forma, a duração de um mês lunar não é simplesmente o tempo que a Lua leva para girar 360 graus ao redor da Terra, mas sim o tempo que a Lua leva para retornar à mesma posição em relação ao Sol, como visto de Terra.
Mas a velocidade orbital da Terra também muda, tornando-se mais rápida no periélio em janeiro e mais lenta no afélio em julho.
Mesmo antes de compreendermos como funcionava a lei da gravidade, fomos capazes de provar que qualquer objeto em outra órbita obedece à segunda lei de Kepler. A segunda lei de Kepler afirma que devemos rastrear a mesma área no mesmo período de tempo e nos mover mais lentamente quando estivermos mais distantes. Fica mais rápido conforme você se aproxima. Para órbitas que se desviam significativamente de um círculo perfeito, como a Lua em torno da Terra, a velocidade com que a Lua parece se mover no céu em relação ao Sol varia muito, dependendo da distância entre a Lua e a Terra naquele momento. Existe uma possibilidade.
A Terra mais próxima do Sol orbita a 30,3 km/s, enquanto a Terra mais distante viaja a 29,3 km/s.
As órbitas dos planetas no sistema solar interno não são exatamente circulares, mas são elípticas, assim como as órbitas de todos os corpos celestes que estão gravitacionalmente ligados ao sol. Os planetas se movem mais rápido no afélio (mais próximo do sol) do que no afélio (mais distante). do Sol), conserva o momento angular e segue as leis do movimento de Kepler, que foram estabelecidas em uma base matemática mais sólida e generalizada por Newton. Uma vez esclarecida a relação quantitativa entre período orbital e distância, tornou-se possível saber a distância da Terra ao Sol.
Levando em consideração as mudanças de velocidade e as órbitas oblíquas e não circulares, a duração de um dia varia alguns segundos ao longo do ano.
A Terra orbita o Sol em uma elipse, por isso se move mais rápido no periélio (mais próximo do Sol) e mais lento no afélio (mais distante do Sol). Isso faz com que o tempo da Terra mude. O nascer e o pôr do sol ao longo de um ano e a duração do dia de hoje. A inclinação da órbita da Terra também afeta a equação do tempo. Esses padrões se repetem a cada ano e variam de acordo com a latitude, mas geralmente levam ao padrão do “oito” do analema da Terra, uma forma na qual o Sol traça todo o céu na mesma hora todos os dias do ano.
Essas mudanças explicam o formato em “oito” do analema.
Esta imagem composta mostra a trajetória do Sol no céu, no mesmo horário, todos os dias ao longo de 2014, a partir de Budapeste, Hungria. Essa forma é conhecida como analema, e sua inclinação e altura acima do horizonte correspondem ao momento em que cada foto foi tirada e à latitude do observador.
Na verdade, um dia tem exatamente 24 horas apenas quatro vezes por ano.
Este gráfico mostra a equação do tempo para um determinado local da Terra. Se a inclinação do gráfico for positiva, os dias serão mais curtos. Se a inclinação for negativa, os dias serão mais longos. Se a inclinação for zero (4 posições marcadas), o dia terá exatamente 24 horas. Isso ocorre quatro vezes por ano, dependendo da latitude.
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