اللهم صل علی محمد و آل محمد و عجل فرجهم

چرا سرعت چرخش زمین در استوا بیشتر از قطب شمال و جنوب است؟

تفاوت و اثر حرکت وضعی زمین و حرکت انتقالی زمین

چرا سرعت چرخش زمین (حرکت وضعی زمین) روی خط استوا بیشتر از نقاط قطبی است؟

چرخش زمین دور خود را حرکت وضعی زمین می‌نامند. حرکت وضعی زمین، یک‌نواخت است اما سرعت آن در نقاط مختلف زمین فرق می‌کند. هرچه به استوا نزدیک‌تر شویم سرعت حرکت وضعی زمین یعنی سرعت چرخش زمین به دور خود، بیشتر می‌شود. و هر چه به‌سمت قطب شمال یا قطب جنوب پیش برویم، سرعت چرخش زمین به دور خود کمتر می‌شود. شاید در نگاه نخست عجیب به نظر برسد. اما موضوع چندان پیچیده نیست. اگر به مفهوم سرعت و شکل کروی زمین توجه کنیم، خواهیم دانست که چرا سرعت چرخش زمین دور خود (سرعت حرکت وضعی زمین) روی خط استوا بیش از سرعت چرخش آن در قطب است.

 

سرعت یعنی چه؟

به زبان ساده، سرعت یعنی مقدار مسافتی که در زمانی مشخص پیموده می‌شود. مثلا اگر سرعت هواپیمایی ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت باشد، یعنی آن هواپیما در هر ساعت ۵۰۰ کیلومتر می‌پیماید. و وقتی می‌گوییم سرعت هواپیما از سرعت خودرو بیشتر است، یعنی هواپیما در زمان یکسان، مسافت بیشتری طی می‌کند.

 

شکل کروی زمین و طول خطوط محیطی آن

زمین، کروی شکل است و لذا اندازه محیط زمین روی خط استوا بیشتر از اندازه سایر خطوط محیطی آن است. هر چه از خط استوا بالاتر یا پایین‌تر برویم، طبیعتا خطوط محیطی یا پیرامونی زمین کوتاه‌تر می‌شوند تا این‌که در منتهی‌الیه قطب شمال و قطب جنوب، دیگر محیطی در کار نخواهدبود زیرا به نقطه می‌رسیم.

 

حل مسئله تفاوت سرعت چرخش زمین در استوا و نقاط قطبی

حالا فرض کنید از آسمان زمین را نگاه می‌کنید و دو شخص را می‌بینید که یکی از آن‌ها روی خط استوا و دیگری درست در مرکز قطب شمال یا قطب جنوب ایستاده است. شخصی که روی خط استوا یعنی طولانی‌ترین حلقه زمین ایستاده است با گردش زمین، در مدت مشابه مسیر طولانی‌تری می‌پیماید، اما کسی که روی نقطه قطبی است، در واقع اصلا جابه‌جا نمی‌شود، چون فقط روی یک نقطه می‌چرخد. طبق تعاریف فیزیکی، شخصی که روی نقطه قطبی ایستاده است، جابه‌جایی یا حرکتی ندارد و لذا سرعت او صفر است.

 

محاسبه سرعت حرکت وضعی زمین روی خط استوا

طول خط استوا که طولانی‌ترین خط محیطی یا پیرامونی زمین است، حدود ۴۰,۰۰۰ کیلومتر است. و گفتیم که «سرعت برابر است با مقدار مسافت پیموده شده تقسیم بر زمان». پس برای این‌که سرعت حرکت وضعی زمین روی خط استوا به دست آید، کافی است ۴۰,۰۰۰ کیلومتر را بر ۲۴ ساعت تقسیم کنیم تا به عدد ۱,۶۶۷ کیلومتر بر ساعت برسیم که به عدد واقعی و علمی یعنی ۱,۶۷۴ کیلومتر بر ساعت نزدیک است. در نقاط قطبی چون طول حلقه‌های محیطی رفته‌رفته به صفر نزدیک می‌شود سرعت نیز کمتر و کمتر می‌شود تا این‌که در منتهی‌الیه قطب شمال و جنوب سرعت چرخش زمین به دور خود به صفر می‌رسد. اگر طول خطوط پیرامونی زمین درست روی قطب جنوب و قطب شما، صفر باشد، حاصل تقسیم صفر (مسافت) بر هر زمانی، همواره صفر خواهدبود. یعنی سرعت حرکت انتقالی زمین در نقاط قطبی همواره صفر است.