26. december 2009

Jordens periferihastighed

Hej Spørg om Fysik
Vi har i familien lige diskuteret "Jordens hastighed om sin egen akse".

Mit postulat er følgende:

  1. Jorden er ca. 40000 km i omkreds
  2. 1 døgn = 24 timer
  3. Jordens hastighed om egen akse = 40000 : 24 = 1667 km/timen.
  4. Har jeg ret i denne (meget simple) kalkulation's "rigtighed"?

Venlig hilsen og fortsat God Jul samt ønsker Godt Nytår!
C K

Princippet er rigtigt for ækvator. Den virkelige omkreds er, 40 075 km, idet Jordradius ved ækvator er R = 6 378 140 m. På 24 timer, giver det en periferifart i forhold til soldøgnet ved ækvator på 1669,79 km/h eller 464 m/s.

Det stemmer jo godt nok med, at Concorden kunne nå til USA, så man kunne stige af på et klokkeslæt der var tidligere end afrejsetidspunktet. Den havde en marchhastighed på 2140 km/h, maksimum2200 i ca. 18 km højde (rekord London New York på 2 h 53 min),.

Når man kommer væk fra ækvator f.eks. til Danmark, som ligger på ca. 55,5 graders nordlig bredde, er radius mindre nemlig ca. R = 3 613 km, hvilket giver en omkreds på ca.22 699  km (ikke beregnet præcist fordi jorden er lidt fladtrykt, radius ved polerne er kun 6 356 776 m altså 22 km kortere). Her er farten så kun 945 km/h. På polerne er periferihastigheden 0 km/h. Heldigvis drejer luften sammen med jorden, så vi har ikke af den grund et evigt stormvejr.

Jorden har 2 omløbstider

Denne omløbstid er i forhold til solen, dvs. til samme punkt vender lige imod solen. Nu tager det ikke 360 dage at bevæge sig de 360 grader rundt om solen, men 365, så omdrejningstiden set i forhold til stjernerne (som er det, vi også kan måle i forhold til) er ikke 24 timer, men det man kalder den Sideriske omløbstid, 23 timer og 56 min (ca. 4 min kortere). Farten ved ækvator bliver så i stedet 1674,4 km/h. I kan så selv vælge hvilken i synes giver det bedste svar på jeres spørgsmål.

Mælkevejen

Vi har fart i andre systemer, fordi mælkevejen også bevæger sig, men det vil blive for langt at komme ind på det. Se forstørrelse af billedet >>

Jordens fart i jordbanen findes ved at tage middelradius af banen (den er lidt elliptisk så afstanden til solen varierer, og er størst hos os om sommeren), som er 1,495 9772*1011 m, og finde omkredsen af banen, som så er 9,93995*10 11 m og på de 365,2564 døgn et Siderisk år, giver det en fart på ca. 107 520 km/h eller 29,9 km/sek.

Solen bevæger sig rundt om mælkevejens centrum på ca. 225-250 millioner år, afstanden til centeret er omkring 26 000 (usikkerhed 1400) lysår (det tager lyset 26 000 år at komme ud til os fra centrum). Det giver solen og dermed jorden en fart på omkring ca. 800 000 km/h eller 222,2 km/s  rundt om mælkevejens centrum. 

Med venlig hilsen
Malte Olsen