Номер 6, страница 96, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

6. Почему Земля сохраняет неизменным наклон оси вращения при своем движении вокруг Солнца?

6. Земля сохраняет неизменным наклон оси вращения при своем движении вокруг Солнца, потому что наша планета представляет собой гигантский гироскоп.

Земля непрерывно и с большой скоростью вращается вокруг своей оси. Это вращение сообщает ей огромный момент импульса. Вектор этого момента импульса направлен вдоль оси вращения (условно от Южного полюса к Северному). Согласно закону сохранения момента импульса, для изменения направления этого вектора, а значит, и для изменения наклона оси вращения, требуется воздействие внешнего момента силы.

Такие внешние моменты сил действительно существуют. Их создают гравитационные силы притяжения со стороны Солнца и Луны. Эффект возникает из-за того, что Земля не идеальный шар, а сплюснута у полюсов и имеет утолщение на экваторе (является облатным сфероидом). Силы притяжения, действующие на этот экваториальный "горб", стремятся "выпрямить" ось вращения Земли, то есть совместить её с перпендикуляром к плоскости земной орбиты.

Однако эти гравитационные моменты сил крайне малы по сравнению с гигантским моментом импульса Земли. Поэтому они не способны сколько-нибудь заметно изменить угол наклона оси. Вместо этого, как и в случае с обычным гироскопом, они вызывают медленное конусообразное движение земной оси в пространстве, которое называется прецессией. Полный оборот в этом конусообразном движении земная ось совершает примерно за 26 000 лет.

За один год, в течение которого Земля совершает один оборот вокруг Солнца, смещение оси из-за прецессии ничтожно. Поэтому наклон оси вращения к плоскости орбиты остается практически постоянным (около 23,4o ), а сама ось в течение года указывает на одну и ту же область на небесной сфере (в наше время — вблизи Полярной звезды). Именно этот постоянный наклон оси и является причиной смены времён года на Земле.

Ответ: Земля ведет себя как огромный гироскоп. Из-за быстрого вращения она обладает большим моментом импульса, который, в соответствии с законом сохранения, поддерживает постоянное направление оси вращения в пространстве. Внешние воздействия со стороны Солнца и Луны слишком слабы, чтобы изменить наклон оси за короткий период (например, год), и вызывают лишь её очень медленную прецессию (с периодом около 26 000 лет).