Исследовательская работа по географии "Крутиться, вертится шар земной"

Окружная научно-практическая конференция «Первые шаги»

Муниципальное автономное образовательное учреждение

 «Хоринская средняя общеобразовательная школа №2»

 «Крутится, вертится шар земной»

Автор: ученица 5 «А» класса

Ширапова Екатерина

Руководитель:

учитель географии

                                   Цыдыпова Т.Б.

Хоринск, 2019

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                                     стр.

Введение………………………………..………………………….............................3

Глава 1. Теоретическая часть                                                                      

1.1.             История научных открытий Земли…………………………..………..4

1.2.            Ученые, доказавшие о движении Земли……………………..…..……5

1.3.            Солнце - близкая звезда………………………………………….…….6

1.4.            Планета Земля………………………………………………….……….7

1.5.            Движения (вращения) Земли…………………………………………..8

         Глава 2. Практическая часть

                2.1. Исследование движения Земли при помощи гномона………………….10

Заключение …………………………………......…….……….…….……..……….13

Список литературы…………………. …….………………..…………….……......14

Введение

Ярко рыжий диск на небе,

       Землю светом согревает,

                                                                                               На закате, на рассвете

                                                                                                   Мир в багрянец одевает.

          Для меня на планете Земля много загадок, много чудес, поэтому я люблю читать книги, справочники, энциклопедии о планетах, галактиках, о Вселенной и природе. Меня интересует всё, что происходит вокруг нас: какое расстояние между Землёй и Солнцем, что Земля имеет форму шара, и что она вращается. Как это происходит? На что влияет вращение Земли? Могли ли люди доказать вращение до полёта в космос? На эти вопросы я хочу найти ответ во время своего исследования и многое другое.

Цель: узнать о движениях Земли

Задачи:

·         изучить историю возникновения Земли, Солнца, Галактики, Вселенной;

·          найти и выбрать из источников, необходимый материал по теме;

·         исследовать, как учёные нашли доказательства вращения Земли;

·         представить результаты своего исследования в виде презентации.

Методы исследования:

·         наблюдения;

·         математический расчет;

·         изучение  материалов энциклопедий, справочников, словарей;

·         поиск научных материалов в сети Интернет.

Актуальность.  Мы каждый день встречам и провожаем Солнце, восхищаемся ритмами       

                             природы, хотелось бы больше узнать о движения Земли.

1.Теоретическая часть

1.1.          История научных открытий Земли

            Бесконечная и непостижимая Вселенная состоит из огромных звёздных скоплений и множества космических тел, постоянно передвигающихся в пространстве. Возникла она 15 миллиардов лет назад. В результате сверхмощного взрыва выделилось огромное количество раскалённых газов, а из них впоследствии образовались галактики, звёзды, планеты.

        Тысячи лет назад, опираясь на достижения древних египтян и вавилонских жрецов, древнегреческие ученые составляли карты звёздного неба, наблюдали за движением звёзд и планет. Древним грекам было известно пять планет солнечной системы. Они считали, что Солнце вращается вокруг Земли. Пифагор первый предположил, что Земля имеет форму шара.  Аристотель доказал это, наблюдая за тенью Земли при лунных затмениях. Он допускал, что Земля вращается вокруг Солнца. Это было 2,5 тысячи лет назад.

         В солнечную систему входят Солнце и девять планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Кроме планет со спутниками, вокруг Солнца обращаются малые планеты (астероиды), которых в настоящее время известно более 6000 и еще большее число комет. Возраст образования Солнечной системы около 4.5 – 5 млрд. лет тому назад.

           Гипотезы 40г. ХХ века современных ученых позволили составить общую картину формирования Солнечной системы, которая образовалась в результате длительной эволюции огромного холодного газопылевого облака.

Представления о Земле в древности разных народов

         Древние египтяне считали, что Земля  вытянута с севера на юг, а небо – это крыша, в которой много светильников – звёзд. В Вавилоне полагали, что Земля – это гора, которая поднимается из океана. Греки были убеждены, чтобы небесный свод не падал на Землю, его держит титан Атлант. Все народы  сходились  в едином мнении, что наш мир – это земная твердь, покрытая сверху твердью небесной. Считалось, что люди живут в самом центре земного диска. Когда кто-то отправлялся в далёкое путешествие, говорили, что он идёт на «край Земли», туда, где земля смыкается с небом. Наши предки считали, что небесный свод  накрывает Землю сверху, как перевёрнутая шашка. В этом небесном куполе есть ворота: в одни Солнце входит, в другие – выходит.

       Древние люди полагали, что Земля округлая и плоская, лежит на спине огромного животного, которое плавает в океане. На Руси считали, что это были киты, в Индии – слоны, которые стояли на черепахе. Если где-то происходило стихийное бедствие, это объясняли неосторожным движением животного.

                      

                                                                                                                                           Представления древних индийцев                                                                                                               

1.2.Ученые, доказавшие о движении Земли

    Польский учёный Николай Коперник (род.1473 г.)

После 30 лет упорнейшего труда, долгих наблюдений и сложных математических расчетов он убедительно доказал, что Земля и другие планеты обращаются вокруг Солнца. Первым обнаружил все необходимые доказательства, что планета,  за сутки  совершает один оборот вокруг своей оси и в то же время за год облетает Солнце.

   Итальянский учёный Галилео Галилей (род.1564 г.)

Сам изготовил первые в истории астрономии телескопы, с помощью которых он сделал очень важные открытия. Наблюдая за Солнцем, Галилей увидел на этой звезде пятна. Наблюдая за пятнами, за их смещением, он доказал, что и Солнце вращается вокруг своей оси.

  Английский учёный Исаак Ньютон

Определил массу и плотность планет Солнечной системы. Он вычислил форму земного шара и доказал, что Земля сплюснута с полюсов.

За тысячелетия, открыв пять планет и много небесных тел, люди не знали до  начала 16 века,  что живут на планете, и не могли объяснить смену дня и ночи, смену времён года. 

1.3.          Солнце - близкая звезда

Солнце - единственная звезда Солнечной системы, самая близкая к Земле. По форме шарообразная, состоит из раскаленных газов. В основном оно состоит из тех же химических элементов, что и Земля из водорода, гелия и др. Солнце является источником тепла и света для всего живого на Земле. Наша планета получает лишь одну двухмиллиардную часть энергии, излучаемой Солнцем, которое достаточно  для

поддерживания жизни на Земле. На поверхности Солнца температура около 6000ºC, а в центральной его части достигает 15 млн. ºC. Масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли и составляет 99,9 % от суммарной массы всей Солнечной системы. Диаметр Солнца составляет 1 млн. 392 тыс. км., что в 109 раз больше диаметра Земли. Наблюдения за поверхностью Солнца позволили установить, что оно вращается вокруг своей оси и полной оборот делает за 25 земных суток. Солнце и другие звезды удалены от нас на такие расстояния, которые обычно измеряются не километрами, а скоростью света

3000 км/сек. Свет от Солнца до Земли доходит за 8 мин. 18 сек.

1.4.          Планета Земля

          Земля – третья планета от Солнца, относится к планетам земной группы и является крупнейшей в этой группе. Уникальное отличие Земли заключается в том, что на ней есть жизнь. Возраст Земли около 4,5 млрд. лет. Образовалась она из космической пыли и газа - это были вещества, оставшиеся после того как сформировалось Солнце.

Форма Земли не шар, а эллипс- овал с широкой частью на экваторе, так как при вращении планеты вокруг своей оси, диаметр экватора на 43 километра больше, чем диаметр между полюсами планеты. Основным источником энергии, поступающей на Землю, является Солнце.

Параметры	Значение
Масса Земли, кг	5, 97+1024
Площадь поверхности Земли, млн.км2	510
Экваториальный радиус, км	6378
Полярный радиус, км	6356
Длина окружности меридиана, км	40009
Длина окружности по экватору, км	40075

1.5.          Движения (вращения) Земли

         Земля совершает 11 различных движений. Из них важным географическим значением обладают суточное движение вокруг оси и  годовое обращение вокруг Солнца. Годовое обращение вокруг Солнца. Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365 суток, что составляет календарный год. Расстояние между Землёй и Солнцем составляет 150 млн. км. Земля движется по эллиптической орбите, т.е. орбита – это дорога Земли вокруг Солнца, против часовой стрелки. Общая длина орбиты — 940 млн. км. Скорость движения Земли по орбите составляет 30 километров в секунду или 107 000 км/ч. Это для меня было открытием: мне 10 лет, значит, за свои 10 лет длительность моего путешествия в космосе, вокруг Солнца составила 9млрд.400млн.км. При этом Земля движется  и вокруг центра нашей Галактики, да и сама Галактика движется во Вселенной. Географическим следствием годового вращения Земли является смена времен года, которая обусловлена также постоянным наклоном земной оси. Если бы земная ось не имела наклона, то в течение года на Земле день был бы равен ночи, больше всего тепла получали бы экваториальные области, а на полюсах было бы всегда холодно. Смена времён года вызвана  движением Земли по орбите вокруг Солнца и наклоном её оси к плоскости орбиты (под углом 66,5ºC).

 Характеристика дней весеннего и осеннего равноденствия,

летнего и зимнего солнцестояния

Явление	22 июня	23 сентября	22 декабря	21 марта
Местонахождение Солнца в зените	сев. тропик	экватор	юж. тропик	экватор
Продолжительность дня в северном полушарии	день длиннее ночи	день равен ночи	День короче ночи	день равен ночи
Полярная ночь	за южным полярным кругом	-	за южным полярным кругом	-
Положение Солнца  в северном  полушарии	летнее солнцестояние	осеннее равноденствие	зимнее солнцестояние	весеннее равноденствие
Положение солнца  в южном  полушарии	зимнее солнцестояние	весеннее равноденствие	летнее солнцестояние	осеннее равноденствие

Суточное движение. Земля движется вокруг своей оси, с запада на восток, против часовой стрелки,  как огромный волчок, совершая 1 оборот примерно за 24 часа. Этот промежуток времени называется "СУТКИ". Именно это вращение вызывает смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на стороне, обращённой к Солнцу,  всегда был бы день, а на противоположной стороне - была бы ночь.

                  Суточное движение имеет 4 следствия:

·         сжатие на полюсах и сферическая форма Земли     

·           смена дня и ночи;

·         возникновение силы Кориолиса — отклонение       

             горизонтально движущихся тел в Северном   

             полушарии вправо, в Южном — влево, это   

             сказывается на направлении движения   

             воздушных масс, морских течений и т. д.;

·         возникновение приливов и отливов.

      Кроме этих движений, есть ещё: вместе солнцем и всей солнечной системой наша планета обращается вокруг центра нашей звёздной системы-ГАЛАКТИКИ, совершая один оборот примерно за 240-250 миллионов лет. Этот период времени называется галактическим годом. Солнце вместе с Землей и всей Солнечной системой движется в мировом пространстве со скоростью 20 км/сек.

2. Практическая часть

2.1. Исследование движения Земли при помощи гномона

Гномон (от греческого «gnomon»-стрелка) - древнейший астрономический инструмент, состоящий из вертикального стержня на горизонтальной площадке.   

Оборудование: лист картона размером 40х40, гномон – деревянная палочка длиной примерно 5 см., пластилин, карандаш, линейка, отвес (веревочка с грузом)

Ход работы:

1) Установили гномон вертикально в центре картонного листа. Отвес должен плотно прилегать к гномону.

2) Установили модель гномона на горизонтальной поверхности, так чтобы на неё попадал солнечный свет, и гномон отбрасывал тень.

3) Карандашом отмечали конец тени и линейкой измеряли  длину.

4) Повторяли действия в течение дня, месяцев. Данные наблюдения записывали в тетрадь.

5) Отмечали время восхода (захода) Солнца и его местоположение по компасу.

Результаты наблюдений занесли в таблицу.          

Дата	Время наблюдения местное	Длина тени, см	Восход Солнца	Заход Солнца	Долгота дня
5.01.	9ч.43	37,5	9ч.05	16ч.44	7ч.39
	10ч.47	32
	13ч.43	24,7
	14ч.12	26,2
3.02	13ч.15	15,5	8ч.35	17ч.31	8ч.56
	13ч.23	15,7
	13ч.45	16,3
	14ч.06	17
	14ч.13	17,05
12.03	9ч.05	13,2	7ч.20	18ч.58	11ч.38
	10ч.06	9,0
	11ч.30	6,6
	12ч26	5,9
	12ч.30	5,8
	12ч.36	5,8
	12ч.41.	5,8
	12ч.46	5,9

Наши открытия:

1.      Определили, что местоположение восхода Солнца, так же и захода изменяет положение в течение недель, месяца, года. ( Местоположение Солнца становится восточнее) Например:  Зимой: восход Солнца – ю/в, заход – на ю/з.

2.      При восходе и заходе длина тени от гномона длинная, а при подъеме Солнца тень укорачивается.

3.      Астрономический полдень- момент, когда длина его тени наименьшая в промежутке между 12ч.30до13ч.

4.      По астрономическому полдню определили направление на север.

5.      По полуденной линии определили все стороны горизонта.

6.      Определили продолжительность дня. Долгота дня увеличивается с зимы к весне.

7.      Определяли визуально, что высота Солнца изменилась в течении 1-2 месяцев, стало выше, стало теплее.

8. Тень от гномона движется  по часовой стрелке, это говорит о том, что происходит движение Земли вокруг своей оси, против часовой стрелки.

Неточности вычисления можно объяснить: 

1. неточностью тени
2. полученные данные округленные
3. в полдень солнце на наших широтах никогда не находится в зените,

определить полдень по длине тени весьма затруднительно, если вы хотите это сделать с точностью лучше чем полчаса.

Заключение

До полёта космических кораблей, в начале 16 века Николай Коперник научно доказал вращение Земли. Эти вращения влияют на длину дня и смену времён года. Итак, наша гипотеза подтвердилась.

Благодаря удачному сочетанию двух движений нашей планеты и расстоянию  от неё до Солнца образовались благоприятные климатические условия для всего живого на Земле. И даже малые изменения этих движений могут повлечь за собой необратимые изменения в природе.

В ходе исследования я сделала для себя много открытий. Как можно определять по Солнцу стороны горизонта, полуденное время, высчитывать продолжительность дня, научилась определять и отличать солнцестояние, равноденствие, ознакомилась с новыми понятиями и самое главное, что Земля совершает 11 движений во Вселенной.

                                                       Список литературы:

1.    Ликум А. Всё обо всём". Популярная энциклопедия для детей,  2009.                                                                                   

2.    Большая Историческая энциклопедия для школьников и студентов. М.:ЭКСМО,2006г.

3.    Детская энциклопедия Кирилла и  Мефодия,  2010г.

4.    Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия,  2010г

5.    Фотоархив Интернета.

6.    Планеты. Звёзды. Созвездия: Начальная школа/ Сост. Н.Ю. Киселёва.- М.: ВАКО, 2011(Школьный словарик)