Esercizi: Rotazione e rivoluzione

La Terra compie un giro completo attorno al proprio asse in circa 24 ore.

1. a) Come si chiama questo moto?
2. b) Di quanti gradi ruota la Terra in un'ora?
3. c) In quale verso avviene la rotazione se la si osserva dal Polo Nord?

Il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole dura circa 365 giorni e 6 ore.

1. a) Quale fenomeno periodico è legato a questo moto?
2. b) Perché ogni quattro anni si aggiunge un giorno al calendario (anno bisestile)?

Marco osserva che il Sole sorge a est e tramonta a ovest.

1. a) Questo movimento apparente del Sole da quale moto della Terra è causato?
2. b) Spiega in una frase la differenza tra giorno solare (24 h) e giorno sidereo (circa 23 h 56 min).

Roma si trova a circa 42° di latitudine nord. Il raggio terrestre è di circa $6.370$ km.

1. a) Calcola la velocità angolare di rotazione della Terra in gradi all'ora.
2. b) Calcola la velocità lineare di un punto all'equatore, in km/h, usando $v = \frac{2\pi R}{T}$ con $T = 24$ h.
3. c) Calcola la velocità lineare di un punto a Roma, sapendo che il raggio del parallelo è $R\cos\varphi$ (usa $\cos 42° \approx 0{,}743$).

La distanza media Terra-Sole è di circa $150 \cdot 10^6$ km e la Terra compie un'orbita (supposta circolare) in $365$ giorni.

1. a) Calcola la lunghezza dell'orbita terrestre.
2. b) Calcola la velocità media orbitale in km/s.
3. c) Confronta il risultato con la velocità di rotazione all'equatore (circa $0{,}46$ km/s).

Il Foucault in un museo di Pisa è un pendolo che, in un punto vicino ai poli, ruoterebbe il suo piano di oscillazione di 360° in 24 h.

1. a) Quale moto della Terra dimostra questo esperimento?
2. b) Di quanti gradi ruota il piano di oscillazione in 6 ore ai poli?
3. c) Perché a latitudini minori la rotazione del piano è più lenta?

Un'affermazione comune dice: «In estate fa caldo perché la Terra è più vicina al Sole». La Terra è al perielio (circa $147 \cdot 10^6$ km) il 3 gennaio e all'afelio (circa $152 \cdot 10^6$ km) il 4 luglio.

1. a) Spiega perché l'affermazione è sbagliata, usando i dati.
2. b) Indica quale fenomeno spiega davvero le stagioni.
3. c) Come cambia la durata delle stagioni nell'emisfero boreale, data la seconda legge di Keplero?

Un astronomo afferma che, se la Terra ruotasse in 23 h 56 min ma non si spostasse sull'orbita, il Sole sorgerebbe alla stessa ora ogni giorno.

1. a) Spiega perché in realtà il giorno solare dura 24 h e non 23 h 56 min.
2. b) Calcola di quanti gradi si sposta la Terra sull'orbita in un giorno (orbita di 360° in 365,25 giorni).
3. c) Verifica che questo angolo giustifica la differenza di circa 4 minuti tra giorno solare e sidereo.

Un satellite in orbita geostazionaria sopra l'equatore resta fermo rispetto a un punto della superficie terrestre.

1. a) Quale periodo orbitale deve avere, e perché si usa il giorno sidereo?
2. b) Dimostra che un satellite con periodo di 12 h non può restare fermo sopra un punto.
3. c) Spiega perché un satellite geostazionario non può stare sopra Milano.