Ziemia podobnie jak inne ciała niebieskie obraca się wokół własnej osi. Ruch obrotowy (zwany też wirowym) naszej planety odbywa się wokół osi Ziemi (linii umownej przechodzącej przez środek kuli ziemskiej i geograficzne bieguny północny i południowy) w kierunku z zachodu na wschód w czasie 23 godzin 56 minut i 4 sekund (czas ten nazywamy dobą gwiazdową).
Cechy ruchu obrotowego Ziemi:
- Kierunek obrotu: z zachodu na wschód;
- Czas obrotu: 23 godziny 56 minut 4 sekundy (tzw. doba gwiazdowa – czas jednego obrotu Ziemi względem odległych gwiazd czyli czas między dwoma kolejnymi górowaniami Punktu Barana – punkt równonocy wiosennej). W celu ułatwienia organizacji czasu na Ziemi przyjęto rachubę czasu opartą na 24-godzinnej dobie słonecznej – okresie między kolejnymi górowaniami Słońca nad danym południkiem;
- Pełny obrót: 360° – 24 godziny (1440 minut), obrót o 15° – 1 godzina (60 minut), obrót o 1° – 4 minuty;
 |
 |
- Prędkość z jaką Ziemia wykonuje ruch wokół osi, możemy wyrazić jako prędkość liniowa lub kątowa.
- Prędkość kątowa – kąt, o jaki przesunie się punkt na powierzchni Ziemi w jednostce czasu. Prędkość ta jest stała dla wszystkich punktów na Ziemi poza biegunami (one są „nieruchome”). Pełen kąt – 360° zatoczy Ziemia w ciągu 24 godzin. A zatem: 360°:24 h = 15°/h – prędkość kątowa wynosi 150 na godzinę;
- Prędkość liniowa – oznacza drogę, jaką pokona punkt na powierzchni Ziemi w jednostce czasu. Prędkość ta przez człowieka w zasadzie nie jest odczuwana, ponieważ wraz z Ziemią wszystko porusza się dokładnie z taką samą prędkością. Ten parametr jest zmienny – największy na równiku, malejący w miarę zbliżania się do biegunów, i tak prędkość liniowa punktów wynosi odpowiednio:
- w pobliżu równika – około 1666, 66 km/h,
- na samym równiku wynosi 1669,8 km/h: 40075 km : 24 h=1669,8 km/h.
- na równoleżniku 50° wynosi około 1100 km/h.
- na biegunach wynosi 0 km/h.
Prędkość liniowa zależna jest od szerokości geograficznej – na równiku około 1667 km/h, a na biegunie 0 km/h; mieszkańcy Polski poruszają się z prędkością ok. 1000 km/h, czyli 667 km/h wolniej od mieszkańców rejonów równikowych, którzy w tej samej jednostce czasu muszą pokonać znacznie dłuższą odległość liniową.
Podsumowując – punkty na Ziemi poruszają się z taką samą prędkością kątową, ale różną prędkością liniową, poza biegunami.
Konsekwencje (następstwa) ruchu wirowego Ziemi:
- odchylenie ciał swobodnie spadających zgodnie z kierunkiem ruchu – spadają one na wschód od pionu,
- obrót wahadła Foucaulta, francuski fizyk Bernard Foucault w roku 1851 zawiesił w paryskim Panteonie 67 metrowe wahadło, które mogło wykonywać swobodne ruchy we wszystkich płaszczyznach. Po wprawieniu wahadła w ruch okazało się, że płaszczyzna wahań zmienia się. Jedynym wyjaśnieniem tego zjawiska jest oddziaływanie sił związanych z ruchem wirowym Ziemi.
- siła Coriolisa – polega na odchylaniu się ciał poruszających się swobodnie po powierzchni Ziemi (np. cząsteczek wody lub powietrza) od nadanego im kierunku. Na półkuli północnej ciała odchylają się w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Zjawisko to jest związane z różną prędkością liniową punktów położonych na różnych szerokościach geograficznych (punkty na równiku poruszają się z prędkością około 1667 km/h, im dalej od równika tym ta prędkość jest mniejsza).
- siła Coriolisa, wpływa m.in. na ciała/obiekty będące w ruchu:
- ruch wody spływającej w zlewie, na naszej półkuli przeciwnie do wskazówek zegara,
- silniejsze podcinanie na naszej półkuli prawych brzegów rzek, lewych na półkuli południowej,
- szybsze niszczenie prawej szyny na torach biegnących w kierunku północnym,
- odchylenia pasatów wiatrów strefy międzyzwrotnikowej,
- odchylenie prądów morskich, a te z kolei wpływają na różnice klimatyczne – lądy obmywane ciepłymi prądami mają klimat łagodniejszy od lądów obmywanych przez prądy zimne.
- widomy (pozorny) ruch gwiazd na sferze niebieskiej – wszystkie gwiazdy poruszają się pozornie po współśrodkowych okręgach, których środkiem są bieguny niebieskie. Gdyby Ziemia się nie obracała to gwiazdy musiałyby się poruszać z prędkościami wielokrotnie przekraczającymi prędkość światła, co jest niemożliwe. Jedynym wyjaśnieniem tego zjawiska jest więc ruch wirowy Ziemi,
- pozorna wędrówka sfery niebieskiej i wszystkich ciał niebieskich ze wschodu na zachód – widomy ruch ciał po sklepieniu niebieskim, który wpływa na:
- następstwo dnia i nocy,
- pojęcie czasu słonecznego (miejscowego),
- wschody, górowania i zachody różnych ciał niebieskich (w tym Słońca),
- zmiany wysokości Słońca nad horyzontem, która wpływa m. in. na:
- ilość energii docierającej do powierzchni Ziemi, która z kolei wpływa na:
- kształtowanie się temperatury, opadów, ciśnienia, wiatrów,
- aktywność życiową organizmów (także i człowieka),
- działanie siły odśrodkowej, powoduje m.in:
- uwypuklenie Ziemi w strefie równikowej i spłaszczenie Ziemi w okolicach biegunowych,
- zwiększenie grubości troposfery nad równikiem i zredukowanie nad biegunami,
- przemieszczanie się fali pływowej (ale tylko przemieszczanie, przyczyną pływów są bowiem grawitacyjne oddziaływania Księżyca i Słońca).