MOUVEMENT DE TRANSLATION DE LA TERRE: CARACTÉRISTIQUES, CONSÉQUENCES - PHYSIQUE - 2025

Le mouvement de translation de la Terre est le déplacement que la planète effectue autour du Soleil. Avec le mouvement de rotation autour de son propre axe, c'est l'un des deux principaux mouvements qu'elle effectue dans l'espace. Elle est périodique, puisqu'en un peu plus d'un an la Terre achève une orbite.

Les mouvements de la Terre affectent la vie quotidienne de tous les êtres vivants qui l'habitent. Ces mouvements ont toujours été des motifs de discussion et de débat parmi les êtres humains, ayant influencé la pensée scientifique de toutes les civilisations qui ont existé.

Figure 1. Le mouvement de la translation terrestre donne lieu à des changements saisonniers. Source: Images du domaine public.

De grands scientifiques et astronomes tels que Nicholas Copernic, Fiolaus de Crotone, Hipparque de Nicée, James Bradly Johannes Kepler, Isaac Newton se sont intéressés lors de leurs recherches sur les mouvements de la Terre, y compris la traduction.

caractéristiques

Parmi les caractéristiques les plus importantes du mouvement translationnel figurent:

- L'orbite décrite par la Terre est elliptique et avec le Soleil dans l'un des foyers, comme déterminé par les lois de Kepler du mouvement planétaire. Un observateur au pôle nord dirait qu'il le fait dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (gaucher).

- La longueur totale de l'orbite elliptique est d'environ 930 millions de kilomètres.

- L'excentricité de cette ellipse est si petite (elle a été calculée à 0,017), que l'orbite de la Terre peut être assez bien approchée comme un cercle dont le rayon approximatif est d'environ 150 x 10 ⁶ km. Si l'orbite est dessinée avec précision, elle ne peut pas être distinguée visuellement d'une circonférence. En fait, le demi-petit axe de l'orbite représente environ 99,98% de la longueur du demi-grand axe.

- La Terre suit ce chemin à une vitesse d'environ 30 km / s sur un plan appelé l'écliptique, dont la perpendiculaire, en passant par le centre de la Terre, définit les pôles de l'écliptique. L'axe de rotation de la Terre est incliné par rapport à cette ligne d'environ 23,5 °, exposant davantage l'hémisphère nord aux rayons solaires pendant les mois d'été et vice versa pendant l'hiver.

Origine

La cause pour laquelle la Terre décrit une orbite elliptique autour du roi des étoiles est dans l'attraction gravitationnelle que celle-ci exerce sur elle et dans la nature de cette force, qui dépend de l'inverse du carré de la distance 1 / r ².

Vers la fin du XVIe siècle, l'astronome allemand Johannes Kepler (1571–1630) a découvert que les trajectoires réelles des planètes autour du Soleil étaient elliptiques. Et ce fait a fourni plus tard à Isaac Newton la base pour établir la loi universelle de la gravitation.

Une ellipse est le lieu des points où la somme des distances à deux points appelés foyers est constante. En orbite terrestre, le Soleil est dans l'un des foyers.

Plus une ellipse est aplatie, plus le demi-grand axe et le demi-petit axe sont différents. L'excentricité de l'ellipse est le paramètre qui mesure cette caractéristique. Si c'est 0, qui est la plus petite valeur possible, c'est un cercle.

Même ayant une petite excentricité, la Terre passe au cours du mois de janvier par un point où elle est la plus proche du Soleil, appelée périhélie, à 147,1 millions de kilomètres du Soleil.Et l'aphélie est la plus éloignée, elle survient en juillet et mesure 152,6 millions km.

La période du mouvement de translation de la Terre

Les lois de Kepler pour le mouvement planétaire ont été établies empiriquement à partir d'innombrables mesures. Ils établissent que:

- Les orbites planétaires sont elliptiques

- La zone balayée par le vecteur rayon pendant un certain intervalle de temps est la même tout au long du mouvement.

- Le carré de la période (T ²) est proportionnel au cube de la distance moyenne entre la planète et le Soleil (r ³), étant C la constante de proportionnalité, la même pour toute planète:

La valeur de C peut être calculée en utilisant les données déjà connues pour la Terre et ses unités dans le Système international sont s ² / m ³.

Conséquences

Les mouvements de la Terre sont étroitement liés à la mesure du temps et aux changements climatiques saisonniers, dans lesquels la température et les heures de lumière et d'obscurité varient. Ces deux facteurs et leur périodicité ont conduit les activités humaines à être régies par des temps établis dans les calendriers.

Le mouvement de translation définit la durée de l'année, pendant laquelle les saisons se succèdent et les étoiles dans le ciel changent. Pendant l'été, ceux qui sont visibles la nuit, «montant» à l'est et «se couchant» à l'ouest le matin, font le contraire pendant l'hiver.

De même, le climat subit des changements en fonction du temps d'exposition de la surface de la terre aux rayons solaires. Les stations sont l'effet combiné du mouvement de translation terrestre et de l'inclinaison de l'axe de rotation par rapport au plan orbital.

Calendrier

La Terre effectue une révolution complète autour du Soleil en 365 jours, 5 heures, 48 ​​minutes et 45,6 secondes. Ceci en supposant que le Soleil est pris comme référence, qui sera considérée comme fixe.

C'est la définition de «année solaire» ou «année tropicale», le temps entre deux équinoxes vernal consécutifs. Les équinoxes sont des moments de l'année où le jour et la nuit ont la même longueur partout sur la planète. Ils ont lieu les 22 mars et 22 septembre.

Comme ce temps dépasse 365 jours, mais qu'il est nécessaire de maintenir les solstices et les équinoxes autour des mêmes jours de l'année et qu'il a un nombre entier de jours, le concept d '«année bissextile» est introduit.

Chaque année, environ 6 heures supplémentaires sont ajoutées, de sorte qu'après 4 ans, 24 heures ou une journée complète se sont accumulées: une année de 366 jours ou saut. Le jour supplémentaire est attribué au mois de février.

Par contre, l '«année astronomique» est mesurée par le temps qu'il faut à la Terre pour passer successivement deux fois par le même point. Mais cette année n'est pas celle qui définit le calendrier.

Saisons et divisions zonales terrestres

Le mouvement de translation de la Terre, plus l'inclinaison de l'axe de rotation par rapport aux pôles de l'écliptique (obliquité de l'elliptique), fait que la planète s'éloigne ou se rapproche du soleil et fait varier l'exposition aux rayons solaires, donnant lieu à aux saisons de l'année: les équinoxes et les solstices.

L'intensité et la durée des changements saisonniers varient en fonction de l'endroit sur Terre. De cette manière, les divisions zonales suivantes sont définies:

- L'Équateur

- Les tropiques

- La zone tempérée

- Les cercles polaires.

- Les pôles

A l'équateur les rayons du Soleil ont une verticalité maximale et les jours et les nuits ont la même durée tout au long de l'année. À ces endroits, les variations du climat dépendent de la hauteur au-dessus du niveau de la mer.

En se déplaçant vers les pôles, l'incidence des rayons du soleil est de plus en plus oblique, entraînant des changements de température, ainsi que l'inégalité entre la durée des jours et des nuits.

Solstices

Les solstices sont deux périodes de l'année qui se produisent lorsque le Soleil atteint sa hauteur apparente la plus élevée ou la plus basse dans le ciel, et la durée du jour ou de la nuit est le maximum de l'année (solstice d'été et d'hiver respectivement).

Dans l'hémisphère nord, ils ont lieu du 20 au 23 juin en été et du 21 au 22 décembre en hiver. Dans le premier cas, le soleil est à sa hauteur maximale à midi sur la ligne imaginaire dite du tropique du cancer (jour le plus long de l'année) et dans le second sa hauteur est minimale.

Figure 2. Schéma de la Terre pendant le solstice d'été. Les rayons du soleil éclairent le pôle nord, tandis que le pôle sud reste sombre. Source: Wikimedia Commons.

Les dates présentent quelques petites variations dues à un autre mouvement terrestre: la précession.

A ce moment, les rayons du soleil frappent avec plus d'intensité dans l'hémisphère nord (été) et inversement dans l'hémisphère sud (hiver). De son côté, le Soleil est toujours visible au pôle nord, tandis que le pôle sud n'est pas éclairé, comme on le voit sur la figure.

Pour l'hémisphère sud, la situation est inversée: du 20 au 21 décembre, le soleil est à son point culminant à midi sur le tropique du Capricorne, étant le solstice d'été pour céder la place à la saison chaude. Et pour le 20 au 21 juin, c'est à son minimum et c'est le solstice d'hiver (nuit la plus longue de l'année).

Pendant le solstice d'hiver, le pôle nord reste sombre, tandis qu'au pôle sud, c'est l'été et la lumière du jour est permanente.

Figure 3. Pendant le solstice d'hiver dans l'hémisphère nord, les rayons du soleil illuminent l'Antarctique. Source: Wikimedia Commons.

Équinoxes

Pendant les équinoxes, le Soleil atteint son zénith ou point le plus élevé perpendiculaire à l'équateur, le rayonnement solaire tombe donc avec la même inclinaison dans les deux hémisphères.

Les moments où cela se produit sont du 21 au 22 mars: équinoxe de printemps pour l'hémisphère nord et automne pour l'hémisphère sud et du 22 au 23 septembre vice versa: automne pour le nord et printemps pour le sud.

Figure 4. Pendant l'équinoxe, les jours et les nuits ont la même durée. Source: Wikimedia Commons.

Pendant les équinoxes, le soleil se lève à l'est et se couche à l'ouest. Sur la figure, on observe que l'éclairage est réparti uniformément dans les deux hémisphères.

La durée des quatre saisons est approximativement la même en jours, en moyenne environ 90 jours avec de légères variations.

Références

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