Cómo demostrar que la Tierra gira una vez sobre su eje en 24 horas

No puedes, porque no lo hace. La tierra realmente gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4 segundos (aproximadamente). Este es el tiempo que le toma a la Tierra hacer una rotación relativa al fondo estelar fijo (un día sideral). El día solar más largo de 24 horas incluye un extra de no menos de 4 minutos para alcanzar el sol, que (debido a la revolución de la tierra alrededor del sol) se ha movido aproximadamente 1 / 365th del camino alrededor del cielo durante las 23 horas anteriores, 56 minutos y 4 segundos.

Si no hubiera atmósfera, entonces podríamos simplemente lanzar una pelota en el aire (dispararla desde un cañón), y veríamos que aterriza después de mucho tiempo, en un punto diferente, indicando la dirección de rotación.

Pero la ciencia nunca es fácil, ¿verdad? Bueno, no tiene por qué ser así. Los científicos han ideado un método que no solo prueba que la Tierra gira, sino que también permite determinar la velocidad de rotación. El péndulo de Foucault es un dispositivo que se utiliza para este propósito. Es posible que haya oído hablar de un péndulo simple. Esa es una sacudida que cuelga de una cuerda que se mueve hacia arriba y hacia abajo. La cuerda se fija al techo. El movimiento del bob está restringido al plano del papel.
El péndulo de Foucault es una versión un poco más general de un péndulo simple. Aquí, el movimiento NO está restringido a un solo plano, y es posible que el bob también se mueva dentro y fuera del papel.

Ahora, imagine lo que sucedería con el Péndulo simple si moviera el punto fijo horizontalmente. El movimiento seguiría en el mismo plano, pero la sacudida ganará velocidad o perderá velocidad dependiendo de la dirección en la que mueva el punto. Solo así, ¿qué pasaría si saco el punto de manera casual al entrar y salir del periódico? Entonces el bob ya no sería un simple péndulo.

Lo contrario de esto también es cierto. Si el bob se mueve de manera casual, algo está sacudiendo el punto fijo dentro y fuera del avión. Ese algo, es la rotación de la Tierra.
Los científicos han ideado este péndulo y calculado con éxito la rotación de la Tierra con gran precisión. Aquí hay una imagen del Péndulo de Foucault en París:

No entra en muchos detalles acerca de su solicitud, por lo que es difícil decir qué tan sofisticado es el experimento que busca. A partir de la redacción de la pregunta y los detalles, infiero que se necesita un experimento bastante simple, uno que no tenga en cuenta la complejidad planteada por Kelly Martin de que la rotación axial de la Tierra en realidad dura poco menos de 24 horas.

Seguiría el enfoque sugerido por Charles Jack y mediría el tiempo desde el mediodía hasta el mediodía. Para determinar el mediodía sin depender de un reloj, puedes hacer un reloj de sol tosco poniendo un palo en el suelo y mirando la sombra. Al mediodía, tiempo solar aparente, la sombra del palo será más corta y apuntará hacia el norte (suponiendo que se encuentre en los Estados Unidos). Probablemente notará que su reloj no marca las 12:00, dependiendo de dónde se encuentre en su zona horaria y si está en horario de verano o no.

En cualquier caso, anote la hora en su reloj al mediodía, hora solar aparente, en dos días consecutivos, y debe tener su prueba. Hágalo todos los días durante una semana o más y calcule el promedio si desea un conjunto de datos más convincente. Hágalo durante varios meses seguidos si desea ver la variación natural en el transcurso del año.

Si te gusta la electrónica, puedes automatizar tus lecturas usando una caja con una ranura y un fotodiodo para activar una grabación a la misma hora cada día.

¡Diviértete ejecutando tu experimento!

Usa un péndulo de Foucault.

Este es un péndulo suspendido del techo. Los clásicos tienen un puntero en la punta inferior que rasca un lecho de arena debajo.

A medida que la tierra gira, el pedulum rasca un camino en la arena que claramente muestra que está girando.

El camino gira en sentido horario una vez al día en el polo norte, y una vez al día en el polo sur, en sentido antihorario. En el ecuador, el péndulo se balancea hacia adelante y hacia atrás, pero no gira porque el plano de la base es paralelo al eje de la tierra.

El artículo proporciona la expresión matemática correcta para la velocidad de rotación dependiendo de su latitud y la duración de un día.
donde (Psi) es la latitud con signo y omega es la tasa de rotación angular en grados.

Por lo tanto, conocer su latitud geográfica le permite predecir la velocidad de rotación en relación con un día.

Si conoce la duración de un día, puede determinar su latitud. Si conoce su latitud, puede calcular la duración de un día. Si conoce ambos, puede confirmarlos.

Necesitará una forma de marcar un punto fijo en el cielo. Una forma sería apuntar un telescopio, o incluso solo una longitud de tubería, a un punto en el cielo donde hay una estrella. La sugerencia de Alfred Schrader de usar uno en el sur es una buena idea, ya que las estrellas se mueven en arcos más anchos cerca del ecuador que cerca de los polos, por lo que será más fácil detectar su movimiento y medir su posición más precisamente. Tenga su telescopio montado de forma segura y estable en un trípode. Déjalo. No lo muevas. Las cruces serían una buena idea, por lo que realmente podría identificar el lugar. Registre el tiempo, o mejor aún, exactamente en la parte superior de una hora, cualquier hora que sea conveniente para usted, alinee la cruz en la estrella que ha elegido. Asegúrese de poder identificar la estrella para que, en aproximadamente 24 horas, esté seguro de estar observando la misma estrella. Registre el tiempo que vuelve en la cruz. Necesitarás un reloj preciso. Los relojes de los teléfonos celulares se sincronizan con el reloj atómico y deberían brindarle buenos resultados. Repita esto varias noches seguidas y tome un promedio.

Deberá estar preparado para hacer su observación unos 10 minutos antes del tránsito esperado con su cruce.

La inclinación axial de la Tierra a medida que avanza alrededor del Sol en su órbita, puede hacer que la estrella cambie de posición un poco hacia el norte o el sur, pero el este-oeste aún debería alinearse.

Descubrirá que el período de rotación de la Tierra no es de 24 horas. Es más como 23 horas y 56 minutos y 4 segundos. ¿Eh? Sí, el período de rotación se llama día sideral. El día es un nombre inapropiado porque no es lo mismo que el período del Sol atravesando 360 ° a través del cielo. La órbita terrestre del Sol hace que el Sol se mueva aproximadamente un grado por día a través del cielo (Bueno, 1/365 de 360 ​​°). Eso es lo que explica la diferencia de 3 minutos y 56 segundos de 24 horas.

Si mantiene su medición durante una semana y media, su estrella estará en la misma posición que el cielo, ¡una hora antes!

Intentalo. Ver por ti mismo.

Errar…

Bueno, si miras hacia arriba, esas cosas fijas en el cielo nos rodean.

Lo cual es como una pista bastante grande.

Entonces tampoco
a) la Tierra gira una vez cada 24 horas, o
b) TODO EN EL UNIVERSO está pegado a una gran bola y está girando alrededor de la Tierra.

La primera teoría funciona. Puede verificarlo con péndulos, etc.
El segundo es una locura.

Hay una técnica simple por la cual puedes probar que la tierra está girando. Supongamos que estás parado bajo la lluvia y no hay viento. Como la lluvia caerá verticalmente, debes sostener tu paraguas hacia arriba. Pero ahora empieza a correr. ¿Lo que pasa? Desde su punto de vista, la lluvia ya no caerá verticalmente: debe inclinar el paraguas hacia adelante para mantener la cabeza seca. Un fenómeno similar ocurre con la luz: la dirección en la que ves un haz de luz depende de tu velocidad. Este efecto se llama aberración .
Por ejemplo, suponga que tiene dos estrellas, separadas por un ángulo θ en un marco de descanso. Si un observador se mueve hacia la estrella en el eje horizontal, verá la segunda estrella en un ángulo φ, en lugar de θ. Si la velocidad del observador cambia, entonces el ángulo φ cambia, y la estrella parecerá “tambalearse” con respecto a las estrellas en diferentes posiciones.
La velocidad orbital v≈30km / s de la Tierra alrededor del Sol causa una aberración anual. Durante el período de un año, cada estrella y galaxia parecerá tambalearse en una elipse, con un desplazamiento máximo de v / c≈20.5 ” alrededor de su posición media, independientemente de su distancia a la Tierra (a diferencia del paralaje, que depende a distancia). Fue observado por primera vez por James Bradley en 1725, y es una prueba directa de que la Tierra orbita alrededor del Sol.
Pero hay otra aberración mucho más pequeña: una aberración diurna , causada por la rotación de la Tierra alrededor de su eje. El efecto es mayor para un observador en el ecuador, que tiene una velocidad ecuatorial de v = 0.465 km / s, mientras que un observador en los polos no verá ningún efecto. Para un observador en el ecuador, la posición de cada estrella se tambalea diariamente, con un desplazamiento máximo de v / c≈0.32 ′ ′. Es un efecto increíblemente pequeño, pero es medible y debe tenerse en cuenta al hacer astrometría de alta precisión. Además, demuestra que la Tierra sí gira.

Ver por ti mismo. La Estación Espacial Internacional tiene una cámara apuntando a la Tierra en vivo en HD todo el tiempo. Está disponible aquí:

Experimento ISS HD Earth Viewing

Tenga en cuenta que cuando ve una pantalla en negro es porque la ISS está en el lado nocturno de la Tierra.

*Actualizar*

Como ha señalado Paul Olaru, dado que la ISS está en movimiento, la rotación de la Tierra podría no ser obvia. La ISS completa una órbita alrededor de la Tierra cada 90 minutos. Así que mira la imagen, y 90 minutos después, mira de nuevo. Si se cambia la orientación de la Tierra, esto significa que la Tierra está girando.

Usa una sombra …

Dependiendo del clima, o la disposición de tus padres para ayudar con tu experimento, podrías colocar un objeto de tal manera que esperes que aún esté allí en 24 horas. Un trozo de cinta adhesiva en el piso serviría. Ten cuidado con las mascotas y los hermanitos.

Use algo como una puerta o un marco de ventana que arroje una sombra en el piso o en la terraza, o en una acera o en una pared externa de la casa, y marque el punto donde está ahora el borde de la sombra y marque la hora en tu registro Una farola en la calle servirá si arroja una sombra sobre algo que no es probable que se mueva por sí solo. Elija un buen momento cuando razonablemente pueda esperar ver la misma sombra exactamente a la misma hora mañana. Tenga cuidado de no programar el tiempo durante una práctica de hockey, por ejemplo, cuando no estará en casa.

Puede tomar una foto de la sombra y su cinta de marcador, con una cámara digital o teléfono inteligente que muestre la hora en la foto.

Verifique la hora en que toma su primera foto y anótela en su registro, luego espere hasta mañana cuando la sombra aparezca exactamente donde estaba ayer, y tome otra foto en el momento exacto en que la sombra vuelva al mismo punto.

Esto debería ser una buena aproximación de exactamente 24 horas. Pero asegúrese de no perderse, porque si lo hace, es posible que tenga que comenzar desde cero.

La sombra debe ser proyectada por algo casi vertical.

http://hilaroad.com/camp/project … – cómo construir un reloj de sol

El movimiento de rotación es la tierra girando sobre sí misma.
El paso de los días, el movimiento aparente del sol y otras estrellas, la existencia del verano y el invierno (esto se debe al ángulo en que los rayos del sol golpean la tierra, lo que sugiere una rotación), entre otras cosas sugieren el movimiento de rotación.
Cada satélite funciona en la premisa de rotación. Funcionan, por lo que la rotación debe estar allí.
E incluso más fresco y sin necesidad de pruebas empíricas, solo mira los magníficos y hermosos videos grabados en la ISS 🙂

¿Puedes usar los métodos modernos de mantenimiento del tiempo? Si es así, esto será fácil. Mida desde el amanecer hasta el amanecer, desde el atardecer hasta el atardecer o desde el mediodía hasta el mediodía. Cada uno será aproximadamente cuánto tiempo le toma a la tierra completar una rotación sobre su eje (con posibles pequeñas desviaciones debido a la inclinación axial).

Si está tratando de medir el momento angular de la Tierra, tiene dos componentes, una gran rotación diaria y una rotación anual más pequeña a medida que gira alrededor del sol. El primero no se divide con precisión en el segundo y tiene una duración aproximada de 365,2425 días. Para probar esto, necesitaría medir durante más tiempo que toda la vida, por lo tanto, el mejor método es revisar las mediciones de la posición del sol y (otras) estrellas durante un período prolongado. Subjetivamente, solo apuntar una cámara de lapso de tiempo a la estrella polar durante una noche proporcionará datos suficientes.

No esperes que la respuesta sea precisa. Por esta razón, los segundos bisiestos deben agregarse de manera irregular.

Péndulo de Foucault

La respuesta “correcta” en este contexto es la que dio Alec Cawley: el experimento realizado por Foucault en el que balanceó un péndulo largo y notó cómo la tierra gira debajo de él.

Desafortunadamente, esto convencerá solo a aquellos que estén convencidos de la verdad de la mecánica newtoniana. No hay nada aquí para disuadir a una persona que sabe que los ángeles respiran suavemente el péndulo para desviar su curso, por ejemplo.

El experimento clásico es usar el péndulo de Foucault (ayer fue en realidad el cumpleaños de Leon Foucault, por alguna extraña coincidencia).

Péndulo de Foucault

No hay una respuesta o prueba fácil. Es posible sugerir que las estrellas son pequeñas luces en el interior de una bola gigante y que los cielos giran alrededor de una Tierra estacionaria, ¡y es difícil refutar esta sugerencia con una prueba simple y concluyente!

Como dijo Alec, el Péndulo de Foucault es una prueba científica y es difícil de refutar … si entiendes y aceptas el principio en primer lugar.

Las órbitas geoestacionarias siguen siendo órbitas donde los satélites giran a la misma velocidad que la Tierra. Entonces, no caen desde allí, incluso si parecen estáticos a la Tierra.

Un https://en.m.wikipedia.org/wiki/ … es el camino. Necesita construir un péndulo lo suficientemente largo y pesado como para que oscile durante horas. Entonces podrás ver que el avión en el que se balancea se mueve en relación con la Tierra.

La tierra NO gira una vez sobre su eje cada 24 horas. La tierra solo toma alrededor de 23 horas y 56 minutos para rotar una rotación de 360 ​​grados. Nuestra definición de un día es una rotación de la tierra en relación con el sol. El hombre definió un día para que sea igual a 24 horas porque la tierra se ha movido un poco más alrededor del sol durante ese período. Esta es la definición humana de un día. ¿Cómo lo pruebas? No sé cómo “probarlo”. Sugiero que Internet busque una respuesta.