Svar:
Det behövs ingen friktion som konstgjorda satelliter utsätts för - dessa bromsas av rester av jordens atmosfär och faller till slut ner på jorden.

För månen händer följande: månen orsakar två tidvattens-bulor - se bilden nedan och fråga [3520]. Pga jordens rotation ligger dessa inte exakt under månen, utan lite österut (mycket överdrivet på bilden). Orsaken är att jorden roterar från väster till öster, och rotationen "drar med" tidvattens-bulorna åt öster.

Månens gravitation verkar på bulorna och försöker hindra dem att dras åt öster. Friktionen mellan bulorna och resten av jorden orsakar en liten uppbromsning av jordens rotation.

Samtidigt försöker bulorna dra månen framåt i banan (se att det finns en liten komposant av kraften i månens rörelseriktning efterom den "övre" bulan är närmare månen än den "undre"). Detta medför att månbanans radie ökar. Minskningen i jordens rotation och det ökande avståndet till månen gör att det totala rörelsemängdsmomentet (se fråga [12527]) för systemet jorden-månen bevaras.

Månen rör sig alltså långsamt allt längre från jorden (se fråga [8359]) och kommer till sist att göra sig helt fri. Observera att om jorden roterat i motsatt riktning till månens banrörelse så skulle månen dras mot jorden och till slut kolliderat med den.

Se vidare Tidal_acceleration och Tide.

/Peter E 2004-04-18

Svar:
Det borde du kunna räkna ut själv! Jordens radie är 6380 km. Omkretsen vid ekvatorn blir då 2p6380 km. Dividera detta med dygnets längd i sekunder 246060 så får du 0.46 km/s = 460 m/s = 1700 km/timme, dvs snabbare än ljudhastigheten. Hastigheten vid högre latutuder blir betydligt mindre.

Hastigheten för en satellit som rör sig i en bana alldeles över atmosfären är c:a 8 km/s. Vi ser alltså att jordens rotationshastighet inte är försumbar jämfört med detta. Det är därför många satelliter sänds upp österut från nära ekvatorn - man spar bränsle på det viset.
/Peter E 2004-12-27

Svar:
Jon! Det är en helt omärkbar effekt och det är knappast någon risk att man trillar, men låt oss som en övning räkna ut hur stor effekten är. Vi antar att jorden är klotformad och homogen med radien R. Den enda effekt vi tar hänsyn till är jordens rotation, vi bortser alltså från tillplattningen. Vi inför några beteckningar (se figuren):

a_g = 9.822 m/s² tyngdaccelerationen från jordens dragningskraft, se länk 1

a_r accelerationen pga jordens rotation

a den resulterande tyngdaccelerationen

R = 6.3710⁶ m jordradien

a latituden

w = 2p/(246060) = 72.710^-6 s^-1 vinkelhastigheten för jordens rotation

Vid polerna och ekvatorn är det ingen avvikelse i vinkel mellan a och a_g (precis som du säger) medan det för medelhöga latituder är en avvikelse så att det är en liten "uppförsbacke" när man går norrut. Om du så vill kan du förstå detta som att "centrifugalkraften" försöker hindra dig att gå närmare rotationsaxeln.

Låt oss börja med att se vad som händer vid ekvatorn. Rotationshastigheten ges av

v = Rw = 6.3710⁶72.710^-6 = 463 m/s

Accelerationen pga rotationen blir

a_r = v²/R = Rw² = 6.3710⁶(72.710^-6)² = 0.0337 m/s²

Tyngdaccelerationen vid ekvatorn blir alltså

a_g - a_r = 9.822 - 0.0337 = 9.788 m/s²

Accelerationen pga rotationen vid latituden a blir

a_g = rw² = Rcosaw²

Tillämpning av cosinuseoremet på triangeln a_g, a_r, a ger

a² = a_g² + a_r² -2a_ga_rcos(a)

Den andra termen i högra ledet är mycket liten så vi kan försumma den. Vi får då

a = a_g(1 - 2Rw²cos²a/a_g)^1/2 = a_g(1 - Rw²cos²a/a_g) =
a_g(1 - 0.0337cos²a/9.822)

a = a_g(1 - 0.00343cos²a)

Lodlinjens avvikelse från riktningen mot jordens medelpunkt d kan beräknas genom att vi tillämpar sinusteoremet på triangeln:

sind/a_r = sina/a

sind = a_rsina/a =
Rw²cosasina/a =
Rw²sin2a/2a

Från detta uttryck kan vi se att avvikelsen är maximal för a=45^o och noll för a=0^o och a=90^o.

Eftersom a är approximativt lika med a_g och eftersom vinkeln är liten (sind = d) får vi

d = Rw²sin2a/2a_g =
0.0337sin2a/(29.822) =
0.00172sin2a

d i grader blir

d = 1800.00172sin2a/p =
0.0985sin2a grader

Från detta kan vi se att lodlinjens maximala avvikelse (vid latituden 45^o) är c:a 0.1^o.

/Peter E 2006-11-04

Svar:
Hej Erik och Johan! För det första är denna rörelse ganska komplicerat - man måste alltid ha klart för sig vad rörelsen är i förhållande till. Låt oss börja på jorden och se hur den rör sig och sedan gå succesivt utåt:

1. Jordens rotation kring sin axel
   
2. Jordens rörelse i en bana kring solen
   
3. Solens (och solsystemets) rörelse kring vintergatans centrum
   
4. Vintergatans rörelse i förhållande till den lokala gruppen av galaxer
   
5. Den lokala gruppens rörelse i förhållande till "universum" (den kosmiska bakgrundsstrålningen).
   

1 Om du står på norra halvklotet och tittar mot söder så rör sig alla himlakroppar (solen, månen, planeter, stjärnor) långsamt från öster mot väster (från vänster till höger). Detta orsakas av jordens rotation i motsatt riktning (jorden roterar från väster till öster). Jorden roterar ett varv på 24 timmar (nästan definitionsvis eftesom sekunden utspungligen definierades efter jordens rotation så att dygnet skulle innehålla 246060 = 86400 sekunder).

Vid ekvatorn motsvarar rotationen en hastighet av 0.5 km/s. Denna väst-östliga rotation är orsaken till att de flesta satelliter har banor från väster till öster - man vinner ju upp till 0.5 km/s (av erforderliga 8 km/s) om man skjuter upp satelliten i den riktningen.

2 Om vi kunde stå på solens "nordpol" skulle vi kunna se att jorden (den tredje, blå planeten i animeringen nedan) rör sig runt solen i en nästan cirkulär bana från höger till vänster (moturs). Hastigheten i banan är nära 30 km/s i förhållande till solen.

3 Solen går i en bana runt vintergatans centrum på ett avstånd av c:a 26000-28000 ljusår. Ett varv kring centrum tar 225-250 miljoner år med en hastighet av 220 km/s. Riktningen hos denna rörelse är mot stjärnbilden Herkules nära den ljusa stjärnan Vega. Se Milky_WaySun.27s_location_and_neighborhood för detaljer om denna rörelse.

4 I den lokala gruppen av galaxer rör sig vintergatan mot andromedagalaxen (M31) med en hastighet av 300 km/s. Trösten är att det tar mycket lång tid innan de kolliderar: Eftersom hastigheten är en tusendel av ljushastigheten och eftersom avståndet är 2.5 miljoner ljusår kommer det ta mer är 2 miljarder år innan M31 kolliderar med vintergatan.

5 Från studier av den kosmiska bakgrundsstrålningen kan man se att jorden, solen och vintergatan rör sig i förhållande till bakgrundsstrålningen med en hastighet av 552 km/s i riktning mot stjärnbilden Vattenormen (RA 10.5 h, Dekl -24^o) på södra stjärnhimlen. Bilden nedan (och den översta bilden i fråga [15347]) visar detta. Vi rör oss alltså från det röda området mot det blå. Om man så vill kan man definiera bakgrundsstrålningen som universum, så att rörelsen 552 km/s är en absolut hastighet i förhållande till universum.

Ja Erik, jag sa det var komplicerat! Jag hoppas du ändå fick ut något av svaret :-).

Se vidare Planetary Fact Sheets, Milky_Way och Andromeda_Galaxy för de olika rörelserna.

Kommentar till punkt 5


Framställningen i länk 1 (av Ethan Siegel, som är en pålitlig källa) är i stort set konsistent med ovanstående. Vad gäller rörelsen i punkt 5 ger länk 1 värdet 368 ± 2 km/s för solsystemets hastighet relativt den kosmiska bakgrundsstrålningen. Diskrepansen med ovanstående värde är antagligen att man i varierande mån tagit hänsyn till övriga rörelser som solens rörelse i vintergatan och vintergatans rörelse.

/Peter E 2010-01-07

Svar:
Jan! Det låter som en meteorologifråga, men corioliskraften orsakar ju rotationen hos lågtryck, högtryck och tropiska cykloner. Den påverkar även havsströmmar, passadvindar, jetströmmar, mm, som ju även de påverkar vädret. Se fråga [3160] för allmänt om corioliskraften.

Bilden nedan från Wikimedia Commons visar ett lågtryck över Island. I ett lågtryckssystem har man en luftström utifrån och inåt centrum. På grund av jordens rotation kommer på norra halvklotet en S-N gående luftström avlänkas mot öster och en N-S luftström att avlänkas mot väster, se CorioliseffektenCorioliskrafter_orsakade_av_jordens_rotation. (Alltid påverkan åt höger på norra halvklotet, åt vänster på södra.) Ett lågtryck på norra halvklotet får alltså en rotation moturs. För storskaliga system är som synes corioliskraften mycket betydelsefull, och man måste ta hänsyn till den för väderprognoser. Se vidare SMHIs webbsajt, t.ex. länk 1 och 2 nedan.

/Peter E 2010-11-13

Svar:
Nedanstående bild från Circumpolar_star visar den dagliga rörelsen hos cirkumpolära stjärnor. Detta är stjärnor som aldrig går ner under horisonten, och skulle kunna ses hela dygnet om det är mörkt (t.ex. i norra Sverige på vintern).

Stjärnorna rör sig moturs exakt ett varv på 23 timmar och 56 minuter - ett stjärndygn. Ett normaldygn i förhållande till solen är 4 minuter längre (4365/60 = 24 timmar på ett år). Man kan se det så att när stjärnhimlen på grund av jordens rotation rört sig ett varv, så har solen på grund av jordens rörelse kring solen flyttat sig lite åt öster. Det tar då ytterligare 4 minuter innan solen är i samma position igen.

Stjärnorna rör sig alltså moturs ett varv på 23 timmar och 56 minuter. På ett dygn (24 timmar) rör sig stjärnorna lite längre. Det betyder att om vi observerar Karlavagnen kväll efter kväll vid samma klockslag, så rör den sig långsamt moturs - ett varv på ett år.

På vintern är Cassiopeja rakt upp på kvällen och Karlavagnen rättvänd ganska lågt i norr. Lägg även märke till polstjärnan som ligger så nära himmelspolen att den ser ut att stå stilla.

/Peter E 2011-11-04

Svar:
Nej. Av olika skäl kan man hävda man åker snabbare om man åker i samma riktning som jorden roterar. Men det primära svaret är: det kvittar.

För det första måste man bestämma sig: i förhållande till vad mäts hastigheten? Det intressanta för ett flygplan är i förhållande till marken. Eftersom atmosfären roterar med resten av jorden (se emellertid nedan) har det ingen som helst betydelse vilken riktning du flyger i.

I förhållande till jordens centrum är emellertid din hastighet högre om du flyger med rotationen - från väster mot öster. Det är därför många satelliter går i banor från väster till öster, se fråga [13636].

Jordens rotation och solens uppvärmning orsakar även s.k. jetströmmar Jetström. Detta är vindar med hastigheter av 90-400 km/t från väster mot öster på en höjd av c:a 10 km (där vanliga jetplan flyger). Dessa vindar är orsaken till att det ofta tar längre tid att flyga från Köpenhamn till New York än att flyga tillbaka mellan New York och Köpenhamn.
/Peter E 2013-01-29

Svar:
Sekunden definierades från början i förhållande till solens rörelse eftersom man inte vill ha en systematisk förskjutning av dygnet. Rotationstiden du ger 23h 56m 4.100s är i förhållande till stjärnorna. Men efter ett dygn har jorden rört sig i sin bana kring solen med en vinkel som motsvarar knappt 4m. Dygnet i förhållande till solen blir alltså lite längre, se nedanstående figur. I detta sammanhang står det i svenska Wikipedia:

Tidiga definitioner av sekund baserades på hur solen verkade röra sig runt jorden. Soltiden delades in i 24 timmar, där var och en bestod av 60 minuter av 60 sekunder vardera. Sekunden definierades då som 1/86400 av den genomsnittliga soldagen. Under 1800- och 1900-talet visade dock astronomiska observationer att den här genomsnittliga tiden blir något för lång, och att solen/jorden inte längre kunde anses vara en passande utgångspunkt för definitionen. Med tillkomsten av atomur började man istället definiera sekunden på naturens fundamentala grunder. Sedan 1967 har sekunden definierats som varaktigheten av 9,192,631,770 perioder av den strålning som motsvarar övergången mellan de två hyperfinnivåerna i grundtillståndet hos atomer isotopen cesium-133.

Skottsekund. I början av 1900-talet beräknades dygnets längd så exakt att jordens oregelbundna rotation började märkas. En sekund fastlades så att det gick 86400 (24x60x60) sekunder på ett dygn. Under 1990-talet gick det cirka 86400,002 sekunder på en jordrotation. Efter grovt räknat 500 dygn drog sig jorden därför 1 sekund mot en exakt klocka. Eftersom man inte vill ändra enheten sekund, som sedan 1967 definieras oberoende av jordrotationen, får man skjuta till sekunder i tideräkningen då och då.

Se vidare Sekund och Skottsekund.

/Peter E 2013-11-18

Svar:
Jordaxelns lutning varierar mellan 22 och 25 grader mot jordbanan. Det är antagligen månen som har en stabiliserande verkan, se fråga
[19119].

Lutningen påverkar klimatet en del. Om lutningen ökar blir det varmare, om den minskar blir det kallare, se fråga [14214]. För extrema ändringar i lutningen (till 90 eller 0 grader) skulle vi få extrema klimatförändringar. 0 grader skulle ge stora istäckta polarområden. 90 grader skulle betyda att all is smälter på sommaren så att inga varaktiga istäcken alls kan bildas. Istäcken ger högre reflektion av solstrålningen och alltså lägre temperatur.

Se även fråga [14214].
/Peter E 2015-11-04

Svar:
Om man tror på hypotesen att månen bildades genom att en mindre planet, Theia, kolliderade med jorden kort efter att jorden bildats (för 4.6 miljarder år sedan) (Origin_of_the_Moon) kan man inte svara på hur jorden roterade från början. Detta eftersom en så våldsam kollision sannolikt skulle ändra både jordens rotationshastighet och rotationsaxelns lutning mot jordbanans plan.

Enligt beräkningar (Earth%27s_rotationOrigin) var jordens rotationstid c:a 5 timmar direkt efter kollisionen. När kollisionsresterna genom ömsesidig gravitation samlats ihop till månen bromsade stora tidvattenseffekter jordens rotation samtidigt som månen avlägsnade sig från jorden.

I dag är ju dygnet 24 timmar och det förlängs med 1.7 millisekunder per århundrade genom tidvatteneffekter, se [13056] och [14911].

För c:a 600 miljoner år sedan (ungefär när flercelligt liv uppkom på jorden) var dygnet enligt fossiler c:a 21 timmar, se Earth's_rotationTidal_interactions. Ökningen i dygnets längd är förvånande konstant:

100(24-21)36001000/600000000 = 1.8 millisekunder per århundrade.
/Peter E 2016-10-01