NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Hostouň, okres Domažlice, příspěvková organizace NÁZEV PROJEKTU: Moderní škola REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.4.00/21.2880 ŠABLONA: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT NÁZEV A ČÍSLO MATERIÁLU: VY_32_INOVACE_12_S12-Fy-9 VYTVOŘENO: květen 2012 AUTOR: Zdeňka Špinlerová VZDĚLÁVACÍ OBLAST: Člověk a příroda VZDĚLÁVACÍ OBOR: Fyzika SADA: Fyzika pro 9. ročník NÁZEV VZDĚLÁVACÍHO MATERIÁLU: Pohyby Země

ANOTACE: Materiál slouží k výkladu učiva o pohybech planety Země - rotace kolem osy, precese, nutace, oběh Země kolem Slunce. Výklad je doplněn krátkými videi. OČEKÁVANÝ VÝSTUP: Žák se seznámí s pohyby Země a s tím spojené děje - zejména střídání dne a noci, střídání roční období. ROČNÍK: 9. DRUH UČEBNÍHO MATERIÁLU: Prezentace STUPEŇ A TYP VZDĚLÁVÁNÍ: Základní vzdělávání – druhý stupeň POMŮCKY: Připojení k internetu CÍL – INOVACE: Podporuje aktivní výklad učiva i opakování učiva s využitím interaktivní tabule METODICKÉ POKYNY: Pro promítnutí ukázek pohybů je potřeba připojení k internetu.

VESMÍR

ZEMĚ a její pohyby

CHARAKTER ROČNÍCH OBDOBÍ Země vykonává ve vesmíru hned několik pohybů, které v souhrnu určují CHARAKTER ROČNÍCH OBDOBÍ CHARAKTER DNE A jaké pohyby Země koná? ROTACE KOLEM VLASTNÍ OSY POHYB ZEMSKÉ OSY OBĚH ZEMĚ KOLEM SLUNCE ROTACE SE SLUNEČNÍ SOUSTAVOU V GALAXII KOLEM JEJÍHO STŘEDU

NEBESKÉ PÓLY jsou průsečíky zemské rotační osy s nebeskou sférou Zemská osa normála k ekliptice 23,5° zemská osa rovník Severní zeměpisný pól NEBESKÉ PÓLY jsou průsečíky zemské rotační osy s nebeskou sférou zemský orbit ekliptika Jižní zeměpisný pól Rovina ekliptiky je rovina ve které obíhá Země kolem Slunce. Tato rovina se s časem téměř nemění.

Rotace Země Během svého pohybu kolem Slunce se Země otáčí od východu na západ. Rotace Země kolem její osy spojující severní a jižní zeměpisný pól trvá 23 hodin, 56 minut a 4,091 sekund. Tak dlouho trvá hvězdný den. Lidé používají v běžném životě sluneční čas. Pravý sluneční čas je doba mezi dvěma po sobě následujícími vrcholeními Slunce nad místním poledníkem. Tato doba se mění (v přísluní je den delší než v odsluní). Proto byl zaveden střední sluneční čas, který trvá 24 hodin.  Rotace Země způsobuje střídání dne a noci, protože ve stejnou dobu je přivrácena jen jedna polovina (hemisféra) zeměkoule. Vlivem rotace Země kolem své osy se postupně přesunuje oblast odkloněná od Slunce, což se na povrchu projevuje jako příchod a odchod noci. Z tohoto důvodu vznikla mezinárodní dohoda, která rozdělila celý zemský povrch na 24 časových pásem.

Časová pásma Celá Země je rozdělena na 24 časových pásem. Čas mezi různými pásmy se liší, ale uvnitř jednoho pásma je stejný čas. Při přechodu časových pásem musíme posunout hodinky zpět, když jdeme na západ, dopředu, když jdeme na východ. Při překročení datové hranice se mění datum. 

Časový rozdíl mezi jednotlivými poledníky činí 4 minuty. Časová pásma Časový rozdíl mezi jednotlivými poledníky činí 4 minuty. Mezi 15 poledníky pak jednu hodinu, což při 360 polednících znamená 1440 minut, neboli 24 hodin.

Poledníky Poledník je myšlená čára, vzniklá průnikem poloroviny, určené zemskou osou, a povrchu Země. Poledníky jsou také nejkratšími spojnicemi severního a jižního pólu, vedoucími po povrchu Země. Od pólu směrem k rovníku se vzdálenost mezi poledníky zvětšuje, až na rovníku dosáhne svého maxima 111,324 km; na 50. stupni severní šířky, tedy ve střední Evropě, činí jen 71,556 km. Délka poledníků byla použita jako výchozí veličina pro určení délky metru jako základní jednotky metrického systému. Původně byl metr odvozen od rozměrů Země a 1 metr byl definován jako délka jedné desetimilióntiny zemského kvadrantu (poloviny délky poledníku).

Nultý (Greenwichský) poledník Od počátků astronomie bylo její důležitou aplikací měření času a využití nebeských těles pro navigaci. Pravý sluneční čas je v každém místě svázán s místním poledníkem. Zavedení jednotného času na větším území proto nutně souvisí se stanovením významného poledníku. Základní poledník, který je v dnešním systému používán, byl určen na zvláštní konferenci (International Meridian Conference) pořádané v říjnu 1884 ve Washingtonu. Základní poledník nebo též nultý poledník je poledník, od kterého se počítá zeměpisná délka. Prochází Královskou observatoří v Greenwichi v Anglii (dnes jižní předměstí Londýna), podle toho se nazývá též Greenwichský poledník. Na protější straně Země oproti nultému poledníku se nachází mezinárodní datová hranice.

Rovnoběžky Rovnoběžka je kružnice na povrchu koule se stejnou zeměpisnou šířkou φ. Je určena rovinou procházející zvoleným bodem rovnoběžně s rovinou rovníku. Rovnoběžky se zkracují od rovníku (nejdelší rovnoběžka) směrem k pólům (bod), přičemž 60. rovnoběžka je rovna 1/2 délky rovníku. Pro výpočet délky rovnoběžky lze použít vzorce: o . cos φ, kde o je obvod Země (40 074 km) a φ je zeměpisná šířka pro kterou délku rovnoběžky počítáme. Severní polární kruh Obratník Raka Rovník Obratník Kozoroha Jižní polární kruh

Země se totiž chová jako volný setrvačník (podobně jako hračka káča) Rotační osa Země Rotační osa Země je skloněná o 23,5° vzhledem ke kolmici k oběžné dráze. Rotační osa vykazuje řadu pohybů. Z nich nejvýznamnější jsou  dvě skupiny pohybů. Precese (26 000 let, Platónský rok) představuje pohyb po plášti kužele s vrcholovým úhlem 23°. Precesi znal již Hipparcos ve 2. stol. př. n. l. Nutace (18,6 roku) - drobné zvlnění precesního pohybu s celou řadou period. Nejvýraznější je dlouhá 18,6 roku a experimentálně byla objevena Bradleym v 18. století. Země se totiž chová jako volný setrvačník (podobně jako hračka káča)

Nebeský světový pól precese zemské osy způsobuje, že se nebeský (světový) pól vrátí přibližně na dnešní místo za 25 780 let. Tuto periodu nazýváme Platónský rok. Pak se opět začne od ní vzdalovat a její úlohu při navigaci převezmou jiné hvězdy, např. zhruba za 12 000 let to bude hvězda Vega v souhvězdí Lyry. V současné době je severní nebeský pól přibližně ve vzdálenosti asi 1° od Polárky, ale v důsledku precese se k ní nyní stále přibližuje, až kolem roku 2102 bude k ní nejblíže. souhvězdí labuť VEGA POLÁRKA

Důkazy rotace Země: zploštění Země střídání dne a noci zdánlivý pohyb Slunce, hvězd a planet převod na sluneční čas není všude stejný slapové jevy (vyvolány gravitačním působením Slunce a Měsíce, kdy díky gravitačnímu působení na částice Země dochází v některých jejích částech k jejich zdvihu a v jiných k poklesu a úbytku; co se týče mořských slapů, v každém přístavu je jiný příliv a odliv) Foucaultovo kyvadlo odchylka padajících těles (volně padající těleso se odchyluje k východu) Coriolisova síla (způsobuje, že pohybující se těleso se odchyluje na severní polokouli doprava a na jižní doleva; její příčinou je, že se ve směru od rovníku mění obvodová rychlost Země, ale rychlost tělesa v pohybu zůstává stejná)

Důsledky otáčení Země: existence pasátů (vanou východoseverovýchodním směrem na severní a východojihovýchodním směrem na jižní polokouli) stáčení mořských proudů asymetrie říčních koryt, vymílání pravých břehů řek větším opotřebením levé strany kolejnic zploštění Země (odstředivá síla, která vzniká při rotaci Země, způsobila nahromadění hmoty v oblasti rovníku a tím zploštění Země na pólech) střídání dne a noci slapové jevy zdánlivé otáčení nebeské sféry

POHYB ZEMĚ KOLEM SLUNCE Oběh Země kolem Slunce Země obíhá Slunce po eliptické dráze, která je dlouhá 939,2 mil. km vzdálenost Země od Slunce není stále stejná v nejbližším bodě přísluní (perihelium) 3. 1. je vzdálenost 147 mil. km v nejvzdálenějším bodě odsluní (afelium) 5. 7. je vzdálenost 152 mil. km doba oběhu je 365 dní 6 hodin 48' 45,7" a označuje se jako tropický rok jednou za 4 roky má únor 29 dní (rok přestupný).  POHYB ZEMĚ KOLEM SLUNCE

Střídání ročních období Střídaní ročních obdobích způsobuje zemská osa. Zemská osa, která protíná zemský severní a jižní pól, svírá s rovinou ekliptiky úhel 23,5°. O stejný úhel je skloněna rovníková rovina vzhledem k ekliptice.

Střídání ročních období Pro lepší představu, jak se střídají roční období, použijeme termoglóbus. Tento glóbus je výjimečný tím, že „zčervená“ v místech, která se dopadajícím zářením nejvíce zahřívají. ROVNODENNOST Při jarní (21. 3.) a podzimní (23. 9.) rovnodennosti dopadají kolmé paprsky na rovník a na celém světě trvá den 12 hodin. LETNÍ SLUNOVRAT Při letním slunovratu (21. 6.) dopadají kolmé paprsky na obratník Raka a na severní polokouli je nejdelší den. 

Střídání ročních období Roční období skutečně souvisí se sklonem osy. Zároveň je vidět, jak směr zemské osy zůstává v prostoru stálý, neměnný. Důkazem je skutečnost, že zemská osa po celý rok směřuje k Polárce. ZIMNÍ SLUNOVRAT Při zimním slunovratu (21.12.) dopadají kolmé paprsky na obratník Kozoroha a na severní polokouli je nejkratší den. Na jižní polokouli to je přesně naopak.

Střídání ročních období Od 21. 3. začíná na severním pólu polární den (Slunce zde nezapadá), který trvá až do 23. 9. V této době je na jižním pólu polární noc (Slunce zde nevychází). Od 23. 9. do 21. 3. je to přesně naopak.

… A JEŠTĚ JEDNOU V UKÁZCE POHYBY ZEMĚ – SHRNUTÍ Země obíhá kolem Slunce (to však neleží ve středu elipsy, ale v jednom z jejích ohnisek) otáčí se kolem své osy samotná zemská osa vykonává precesi a nutaci pohybuje se sluneční soustavou v Galaxii rotuje společně s Měsícem kolem společného těžiště … A JEŠTĚ JEDNOU V UKÁZCE

Loučíme se s naší planetou Jediná přirozená družice Země … A co nás čeká příště? Jediná přirozená družice Země … MĚSÍC

ZDROJE: Obrázek Země [online], [citováno 6. 05. 2012], http://www.base-universe.estranky.cz/fotoalbum/03-zeme/2.html I, Dennis Nilsson, Wikipedia, otevřená encyklopedie, 22. prosince 2007 [citováno 7. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:AxialTiltObliquity.png#filelinks Soubor:Globespin.gif, Autor: Wikiscient, [Creative Commons], [citováno 7. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Globespin.gif Přispěvatelé Wikipedie, Precese [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 20. 04. 2012, 12:50 UTC, [citováno 8. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Precese&oldid=8435396 Přispěvatelé Wikipedie, Precese zemské osy [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 17. 03. 2012, 09:04 UTC, [citováno 8. 05. 2012] <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Precese_zemsk%C3%A9_osy&oldid=8272922> Soubor:Gyroscope precession.gif [volné dílo], [citováno 7. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Gyroscope_precession.gif Autorský tým, astronomia.zcu.cz, Pohyby Země ]online], ASTRONOMIA: Astronomický server Fakulty pedagogické ZČU v Plzni, c2012, Stránka byla naposledy editována 15. ledna 2010 v 19:41. [citováno 7. 05. 2012] http://astronomia.zcu.cz/planety/zeme/1939-pohyby-zeme Soubor:Precession starchart.png, autor:Miraceti, original authors: GregBenson and Wereon, [online], [citováno 8. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Precession_starchart.png

Aldebaran.cz, Merkur [online], ALDEBARAN GROUP FOR ASTROPHYSICS, c2012, Datum poslední revize 4. 05. 2012, [citováno 7. 05. 2012] http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/sunsystem/zeme.html Polárka se znovu probouzí k životu, Česká astronomická společnost, vloženo 2008.07.24 21:11, [citováno 8. 05. 2012] http://www.astro.cz/clanek/3286 Přispěvatelé Wikipedie, Časové pásmo [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 17. 04. 2012, 05:01 UTC, [citováno 15. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%8Casov%C3%A9_p%C3%A1smo&oldid=8420376 Přispěvatelé Wikipedie, Královská greenwichská observatoř [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 23. 02. 2012, 10:32 UTC, [citováno 15. 05. 2012] <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kr%C3%A1lovsk%C3%A1_greenwichsk%C3%A1_observ ato%C5%99&oldid=8180128> File:Seasons.svg, Autor: Rhcastilhos, [Public Domain], [citováno 15.5.2012] http://en.wikipedia.org/wiki/File:Seasons.svg Astronómia On-Line , [online], upraveno dne 20. 09. 2006, [citováno 15.05.2012] http://www.astronomiaonline.org/view.php?nazevclanku=borientacia-na- obloheb&cisloclanku=2006011806 Autorský tým, astronomia.zcu.cz, Časová pásma [online], ASTRONOMIA: Astronomický server Fakulty pedagogické ZČU v Plzni, c2012, Stránka byla naposledy editována 17. ledna 2011 v 8:44. [citováno dne 15.05.2012] http://astronomia.zcu.cz/planety/zeme/1941-casova-pasma Přispěvatelé Wikipedie, Poledník [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 1. 02. 2012, 00:26 UTC, [citováno 16. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Poledn%C3%ADk&oldid=7985770

Soubor:Poledníky.png, Autor: Adam from cs [Creative Commons], [citováno 16.05.2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Poledn%C3%ADky.png Soubor:Earth-lighting-winter-solstice CS.png, Autor Przemyslaw "Blueshade" Idzkiewicz [Creative Commons], [citováno 16. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Earth-lighting-winter-solstice_CS.png Přispěvatelé Wikipedie, Rovnoběžka [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 15. 05. 2012, 14:24 UTC, [citováno 16. 05. 2012] http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Rovnob%C4%9B%C5%BEka&oldid=8536018 Autorský tým, astronomia.zcu.cz, Časová pásma [online], ASTRONOMIA: Astronomický server Fakulty pedagogické ZČU v Plzni, c2012, Stránka byla naposledy editována 15. ledna 2010 v 19:41. [citováno dne 15.05.2012] http://planety.astro.cz/zeme/1940-stridani-rocnich-obdobi www.office.microsoft.com