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Geodesia - I moti della Terra

astronomia


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Geodesia

Forma della Terra

ellissoide di rotazione: ottenuta dalla rotazione di un'ellisse intorno al suo asse minore; ma l'equatore non è una circonferenza perfetta, quindi:

ellissoide a tre assi: ma la superficie terrestre non è regolare, quindi:

geoide: solido ideale delimitato da una superfic 727i88h ie in ogni punto perpendicolare alla direzione del filo a piombo; la forma che la Terra assumerebbe se fosse coperta da un oceano uniforme e con gli affetti gravitazionali prodotti dalle montagne; ma non è descrivibile  matematicamente, quindi:




ellissoide internazionale e ellissoide astrogeodetico

Dimensioni della Terra

differenza tra raggio polare e equatoriale: 21 km

raggio medio terrestre: 6370 km

lunghezza dell'equatore: 40.000 km

Sistemi di riferimento

poli: punti in cui l'asse di rotazione esce dalla sfera terrestre;

equatore: circonferenza che si ottiene dall'intersezione della superficie terrestre con un piano perpendicolare all'asse e passante per il centro della Terra; equidistante dai poli, divide la Terra in due emisferi (boreale ed australe);

paralleli: circonferenze che si ottengono dall'intersezione tra piani paralleli al piano equatoriale e la superficie terrestre; ce ne sono 180 a distanza di un grado l'uno dall'altro;

tropico del Cancro (Nord) e del Capricorno (Sud): parallelo che interseca l'eclittica, 23°27' (N o S);

meridiani: semicirconferenze tutte uguali passanti per i poli, che si ottengono tagliando la sfera con piani passanti per l'asse di rotazione; il meridiano fondamentale è quello di Greenwich; ogni meridiano ha il suo antimeridiano con cui forma il circolo meridiano; ci sono in tutto 360 meridiani;

latitudine: distanza angolare tra il parallelo passante P e il piano equatoriale, misurato in gradi;

longitudine: distanza angolare tra il meridiano passante P e il meridiano fondamentale, misurato in gradi;

altitudine: misurata rispetto al livello del mare.

Campo magnetico terrestre

Gilbert nel 1600 affermò che la Terra poteva essere assimilata ad un magnete sferico; ma Gauss, con l'introduzione delle linee di forza, spiegò che il campo magnetico è spiegabile con l'esistenza di un dipolo magnetico inclinato di 11° e 30' rispetto all'asse di rotazione;

magnetosfera

parte più esterna dell'atmosfera, cavità che racchiude il campo magnetico, all'esterno della quale si trova il vento solare mentre all'interno sono contenute le linee di forza del c.m.t.;

i poli non sono protetti dalla magnetosfera;

i gas ionizzati si dispongono lungo le linee di forza ed interagiscono con il vento solare, che li comprime e li spinge nella direzione opposta di quella del sole, dandogli una forma a goccia asimmetrica;

le particelle del vento solare catturate dal campo magnetico si dispongono lungo le fasce di Van Allen: la più interna, più stabile, è costituita da portoni, mentre quella più esterna e meno stabile è costituita da elettroni;

con le tempeste solari le fasce di Van Allen diventano instabili e le particelle del vento solare penetrano nell'atmosfera generano le tempeste magnetiche e le aurore polari.

misura del c.m.t.

intensità: misurata da magnetometri, in Gauss (sottomultiplo del Tesla), è molto debole e aumenta verso i poli;

declinazione magnetica: angolo formato dalla direzione del polo Nord magnetico con la direzione del polo Nord geografico; aumenta con l'aumento delle latitudini

inclinazione magnetica: si misura con bussole il cui ago può muoversi anche in verticale, che si dispone tangente alle linee di forza.

ogni 500.000 anni c'è un'inversione di polarità; si alternano quindi epoche di polarità normale a epoche di polarità inversa, anche se all'interno di epoche ci sono periodi più brevi (eventi) di diversa polarità.


I moti della Terra

Moto di rotazione terrestre

la Terra compie un giro completo intorno al proprio asse in 23h e 56min (giorno sidereo);



si muove in senso antiorario per chi guarda dal polo Nord e da Est a Ovest rispetto all'equatore;

tutti i punti della Terra hanno la stessa velocità angolare ma diversa velocità lineare, che varia in base alla latitudine e all'altitudine;

prove del moto di rotazione

Esperienza di Guglielmini (o caduta dei gravi): il corpo, per la legge d'inerzia, mantiene la velocità che aveva in alto, che è maggiore rispetto al suolo perché più distante dall'asse di rotazione;

Pendolo di Foucault: un pendolo su un perno girevole lascia una traccia a raggiera sul suo piano parallelo al terreno, come se il piano di oscillazione ruotasse (invece ruota il sistema di riferimento); questo dipende dalla latitudine: ai poli compie un giro completo, mentre sull'equatore non si muove;

Variazione dell'accelerazione di gravità al variare della latitudine, cioè aumenta verso i poli perché aumenta la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre;

Forza di Coriolis: forza apparente che fa si che un corpo libero di muoversi, devia dalla traiettoria originaria verso destra (emisfero boreale) o sinistra (emisfero australe); determina il movimento circolatorio delle correnti atmosferiche ed oceaniche.

Moto di rivoluzione terrestre

distanza media: unità astronomica = 150 milioni di km

 
la Terra descrive un'orbita ellittica (eclittica) intorno al Sole, in cui il Sole è uno dei fuochi, l'orbita ha eccentricità ridotta; il piano del Sole e della Terra è detto piano dell'eclittica;

afelio: punto massimo di distanza tra Terra e Sole;

perielio: punto minimo di distanza tra Terra e Sole;

linea degli apsidi: linea che unisce afelio e perielio (asse maggiore dell'eclittica);

il piano equatoriale della Terra forma un angolo di 23° 27' con il piano dell'eclittica;

l'asse terrestre non cambia la sua inclinazione nel corso dell'anno, è parallelo a se stesso;

conseguenza della rivoluzione terrestre: alternarsi delle costellazioni non circumpolari e alternarsi delle stagioni per la variazione dell'inclinazione dei raggi solari;

equinozi di primavera e d'autunno: all'equatore il Sole è allo zenit; i raggi del Sole sono perpendicolari all'asse di rotazione terrestre;

solstizio d'estate: in culminazione, i raggi solari arrivano al tropico del Cancro;

solstizio d'inverno: in culminazione, i raggi solari arrivano al tropico del Capricorno;

Glaciazioni

i moti millenari sono fattori che scatenano le glaciazioni perché modificano la quantità di energia che arriva sulla Terra dal Sole; scatenano le glaciazioni:

valore massimo dell'angolo tra asse terrestre ed eclittica;

solstizio estivo con Terra in afelio;

massima eccentricità dell'orbita;

le glaciazioni sono anche la conseguenza delle caratteristiche di continentalità, cioè del ciclo del supercontinente: tutte le masse tendono a concentrarsi, quindi c'è una minore azione mitigatrice del mare e gli estremi delle temperature sono meno smorzati.







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