Ymmärrän, että maapallon akseli osoittaa samaan suuntaan avaruudessa koko sen kiertoradan ympäri aurinkoa. Ja tämä aiheuttaa vuodenaikamme.

Toinen väite on oikea. Aksiaalinen kallistus on vuodenajan ensisijainen ohjain.

Ensimmäinen lause ei ole oikein. Maapallon akselin suunnassa on pieni, mutta jatkuva muutos. Muutos vuoden aikana on pieni. Muutos 13 000 vuoden aikana on suuri. 13 000 vuoden kuluttua maapallon akseli kallistuu noin 47 astetta nykyiseen suuntaan verrattuna. Vielä 13 000 vuoden kuluttua maapallo suuntautuu hyvin samalla tavalla kuin nyt. Kirjoitan tästä myöhemmin myöhemmin.

Kysymykseni on, miksi akseli ei seuraa kiertorataa (ikään kuin auto, joka ajaa ympyrän ympäri)?

Se ei ole hyvä henkinen malli. Ainoa kosketus autosi ja maan välillä ovat auton neljän pyörän pohjat. Näiden neljän pienen kosketusalueen voimat muuttavat auton suuntausta ja muuttavat auton nopeusvektoria. Tämä tarkoittaa, että autosi vääntömomentti, kun käännät ohjauspyörää, ja autoon kohdistuva keskipakovoima, joka saa hoitosi neuvottelemaan käännöksen, liittyvät läheisesti toisiinsa. Käännä ohjauspyörää varovasti, ja autosi raskas etupää on perässä. Olettaen lempeän käännöksen, autosi kevyt takaosa seuraa pian esimerkkiä. Jos käännät liian kovaa, autosi alkaa liukua käännöksen sijasta. Käänny vielä kovemmin ja saatat saada autosi kääntymään. Autosi liike riippuu voiman ja vääntömomentin läheisestä kytkennästä.

Gravitaatio ei toimi niin. Sen sijaan se vaikuttaa jokaiseen maapallon osaan, kaikki yhdessä, kerralla, koko ajan. Maapallon painovoiman aiheuttamassa kiihtyvyydessä on pieni vaihtelu, joka johtuu etäisyyden vaihteluista Kuuhun (tai Aurinkoon), mutta nämä vaihtelut ovat pieniä. Maapallon nettopainovoima on suuresti irrotettu maapallon pienestä nettopainovoimagradienttimomentista.

Kuun ja Auringon maan painovoiman kaltevuusmomentin pääasiallinen tulos on hyvin hidas mutta suuri maapallon pyörimisakselin precession (lue lisää tästä wikipedia-artikkelista aksiaalisesta precessionista). Tämä precession saa maapallon pyörimisakselin pyörimään normaalin ympäri ekliptikalle yhden kierroksen nopeudella 25772 vuodessa. On pienempiä vaikutuksia, joita kutsutaan yhteisesti pähkinöiksi ja napaliikkeiksi, jotka johtuvat painovoiman gradienttimomentista. Nämä pienemmät vaikutukset ovat paljon, paljon pienempiä, mutta niillä on paljon, paljon lyhyempiä jaksoja. Suurin näistä vähäisemmistä vaikutuksista johtuu kuun solmun 18,61 vuoden syklisistä vaihteluista. Jopa tämä suurin ravitsemuskomponentti on pieni, kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin suuri mutta hidas precession.

Kuvaa maata pienenä pallona, ​​joka on ripustettu ilmassa, ei liiku, vaikka se pyörii akselillaan. Ellei siihen kohdisteta voimia, mitään ei tapahdu. Se on energiansäästö (tai liikemäärä; voit työskennellä sen kanssa kumpaankin suuntaan). Maa ei ala spontaanisti liikkua yhteen suuntaan, koska se loukkaa translaatioenergian ja lineaarisen liikemäärän säilymistä. Jos näin tapahtuisi, energiaa tuotettaisiin tyhjästä.

Samasta syystä Maa ei ala kallistua yhdelle puolelle. Tämä on kiertokineettisen energian säilyttäminen ja kulmamomentin säilyttäminen työssä. Taju?

Joten, joo, Keith on paikalla. Tarvitset jonkinlaisen vääntömomentin kääntääksesi maapallon akselin näin.

Joten miksi liikkuu maapallon akseli liikkuu yli 26 000 vuoden aikana (se tekee muuten, ei vain yhtä jaksoa vuodessa)? Aivan kuten vuorovesi, samoin kuin kuinka maapallon kierto hidastuu, se on ensisijaisesti Kuun ja Auringon vuorovesi voimassa, vaikka muut planeetatkin vaikuttavat jonkin verran yleisiin muutoksiin.

Voin lisätä matematiikkaa jos haluat, mutta varoita, että opin sen itse, joten sitä ei selitetä niin hyvin kuin haluat.

Muut planeetat noudattavat samoja lakeja kuin maapallon, joten niiden akselien tulisi osoittaa samaan suuntaan läpi vuoden, jättämättä huomioimatta aksiaalisen prekesion vaikutuksia.

Auringon ja kuun vaihteleva kulma aiheuttaa jonkin verran mutteria maan pyörimisakselilla 18,6 vuoden aikana.

Maan tapauksessa pääasialliset vuorovesivoiman lähteet ovat Aurinko ja Kuu, jotka muuttavat jatkuvasti sijaintiaan suhteessa toisiinsa ja aiheuttavat siten Nutationia Maan akselilla. Maapallon ravitsemuksen suurimmalla osalla on 18,6 vuoden ajanjakso, joka on sama kuin Kuun kiertoradasolmujen precession. 1 On kuitenkin muitakin merkittäviä jaksollisia termejä, jotka on laskettava halutun tuloksen tarkkuus.

Pääasiallinen ravintoaika johtuu kuun solmulinjan regressiosta ja sillä on sama ajanjakso 6798 päivää (18,61 vuotta). Se saavuttaa plus tai miinus 17 tuuman pituuspiirin ja 9 tuuman vinosti. Kaikki muut termit ovat paljon pienempiä; seuraavaksi suurimmalla, 183 päivän jaksolla (0,5 vuotta), amplitudit ovat vastaavasti 1,3 ″ ja 0,6 ″.

Se ei ole suuri vaikutus (linkistä):

Maa toimii kuin massiivinen gyroskooppi. Akselin suunnan muuttamiseen tarvitaan valtava voima. Vaikka voimia käytetään varmasti, ne eivät ole riittävän suuria aiheuttamaan tuntuvia muutoksia akselin suunnassa, kun maapallo putoaa / kiertää auringon ympäri. Kuten ilmoitat, akselin suunta on vastuussa kauden muutoksesta. Alueet, jotka altistuvat suorimmalle auringonvalolle, ovat kesällä; silmäilevän auringonvalon alueet ovat talvella.

Maan kiertokulku auringon ympäri ei ole pyöreä vaan elliptinen. Kiertoradalla maapallon etäisyys auringosta muuttuu. Monet lähteet kertovat, että vaikka tämä on totta, sillä on vain vähän vaikutusta kausiin. Nämä lähteet osoittavat, että maapallon akselin suunta yhdistettynä Maan kiertoradan "kallistukseen" Sunsin päiväntasaajan ylä- tai alapuolella määrää vuodenaikojen.

Pitää asiat yksinkertaisina. Alla on kuva maapallon kiertoradalta.

Tarkoitan kysymyksen tarkoittavan, miksi akseli ei osoita aurinkoa koko ajan. Vastaus vertaamalla maapalloa gyroskooppiin on helpoin käyttää. Akselilla pyörivä vaikutus aiheuttaa voiman, joka auttaa pitämään maapallon akselin 23,5 ° kulmassa (noin), ja maa-akselilla on pieni muutaman metrin heiluminen. Yritä katsoa ylhäältä, mikä voi tehdä siitä selkeämmän. Napassa on punainen kiertosymboli, jos katsot tarkasti.

Maapallo ei aja sen ympäri itse asiassa vedetään aurinkoon, mutta kulkee sen ympärillä riittävän nopeasti vastustamaan painovoimaa eikä pääse lähemmäs, samalla tavalla kuin satelliitit kiertävät avaruudessa. Auto olisi enemmän kuin avaruusalus, koska sillä olisi voima / työntövoima, joka työntää sitä auringon ympäri.

Mitä tulee toiseen kysymykseen, muut planeetat tekevät samoin, mutta eri kulmissa.

Koska auringon painovoima maapallolla on (melkein) tasainen, se ei kallista maata, vaan vetää sitä vain kokonaisuutena vaikuttamatta maapallon pyöriymiseen oman akselinsa ympäri.

Maan säde on ~ 6400 km, etäisyys Aurinkoon on ~ 150 000 000 km, ja painovoima pienenee etäisyyden neliönä, joten noin kahden pienen Maan tilavuuden vetovoiman suhde, lähin ja kauimpana Aurinko tietyllä hetkellä on

$$ \ frac {(150000 + 6.4) ^ 2} {(150000-6.4) ^ 2} = 1.00017068 $$

joten kallistus voima on hyvin pieni.

Olisiko variaatio tarkalleen 0 (ts. suhde tarkalleen 1), kallistumisvoima olisi tarkalleen 0 ja maapallon pyörimiseen ei olisi vaikutusta, kaikki. Poista tämä poistamalla aurinko kuvasta.

Ja yleisen suhteellisuusteorian mukaan, jos maa liikkuu yhtenäisenä voimana, maapallon näkökulmasta näyttää siltä, ​​että voimaa ei olisi ollenkaan.

Jos maapallon akseli osoittaa aina kohti Polarista, maapallon akselin on muututtava koko vuoden ajan 186 000 000 mailin kiertoradan etäisyyden muutoksessa.

Voit todistaa tämän helposti itse.