地球自轉(zhuǎn)角速度和線速度公式

地球自轉(zhuǎn)角速度是指地球本體繞通過其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)軸自西向東旋轉(zhuǎn)的單位時(shí)間內(nèi)繞過的角度，一般用ω表示。地球自轉(zhuǎn)線速度的結(jié)論為赤道處的線速度最快，且向兩極減小，極點(diǎn)為零。

基本信息

地球自轉(zhuǎn)角速度定義為地球在單位時(shí)間內(nèi)自轉(zhuǎn)的角度。角速度在極點(diǎn)為零，地球上每一點(diǎn)都在24小時(shí)自轉(zhuǎn)相同的角度360°，所以除極點(diǎn)外，任何地方的角速度都一樣。

角速度公式

地球自轉(zhuǎn)角速度=地球自轉(zhuǎn)一周轉(zhuǎn)過的角度/所需時(shí)間=360°/23小時(shí)56分4秒≈15°/小時(shí)。地球自轉(zhuǎn)的平均角速度為7.292x10-5rad/s。即ω=ψ/t，ψ為轉(zhuǎn)過角度，t為時(shí)間。

特征

自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運(yùn)動(dòng)形式，地球自轉(zhuǎn)的平均角速度為7.292x10-5rad/s，在赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為465m/s。20世紀(jì)初人們發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)速度是不均勻的，存在著以下3種變化：

1、長(zhǎng)期減慢：這種變化使日的長(zhǎng)度在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)大約增長(zhǎng)1~2亳秒，使以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)所計(jì)量的時(shí)間在2000年來累計(jì)慢了2個(gè)多小時(shí)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在37000年以前的泥盆紀(jì)中期地球上一年大約為400天。引起地球自轉(zhuǎn)長(zhǎng)期減慢的原因主要是潮汐摩擦。

2、周期性變化：20世紀(jì)50年代從天文測(cè)時(shí)的分析發(fā)現(xiàn)，地球自轉(zhuǎn)速度有季節(jié)性的周期變化，春天變慢，秋天變快,此外還有半年周期的變化。周年變化的振幅約為20~25亳秒，主要是由風(fēng)的季節(jié)性變化引起的。

3、不規(guī)則變化：地球自轉(zhuǎn)還存在著時(shí)快時(shí)慢的不規(guī)則變化。其原因尚待進(jìn)一步分析研究。

基本信息

地球自轉(zhuǎn)線速度的結(jié)論為：赤道處的線速度最快，且向兩極減小，極點(diǎn)為零。這一結(jié)論是在沒有考慮地形起伏的條件下得出的，由于地形起伏的實(shí)際存在，則計(jì)算地球上某點(diǎn)線速度大小的公式為：

V=COSθ*(R+h)*2π/T

v是線速度，T是自轉(zhuǎn)周期，R是赤道半徑，h是海拔高度，θ為地理緯度。此式說明線速度的大小隨海拔高度增加而增加，隨地理緯度增加而減小( θ的余弦為減函數(shù))

全球線速度最大

地球自轉(zhuǎn)線速度最大的地方在哪兒呢？應(yīng)當(dāng)在赤道附近的高山之巔，下面是一些著名山峰的高度和緯度情況：

①珠穆朗瑪峰（8848m、27.59N）[中、尼邊界〕

計(jì)算說明：珠峰所在地球半徑取平均值6371.004千米

v=(6371004+8848 )×cos27.59×2×3.14159/(24×60×60)=411.2 m/s

②肯尼亞山（5199m、0.09S）〔肯尼亞〕

計(jì)算說明：赤道地球半徑6378.140千米

v=(6378140+5199 )×cos0.09×2×3.14159/(24×60×60)=464.2 m/s

③科托帕�；鹕剑�5896m、0.4S）〔厄瓜多爾〕

④欽情臘索山（6272m、 1.285）（厄瓜多爾〕

通過計(jì)算這四山峰的自轉(zhuǎn)線速度分別為：411.2米/秒、464.2米/秒、464.2米/秒、464.1米/秒。

由此可以看出，由于地形起伏的影響，地球自轉(zhuǎn)線速度最快的點(diǎn)不在赤道上，而在南美洲厄瓜多爾境內(nèi)的科托帕�；鹕健�

自轉(zhuǎn)速度

地球的自轉(zhuǎn)是繞軸自轉(zhuǎn) 在北極上空觀察呈逆時(shí)針方向，南極上空觀察則呈順時(shí)針方向，習(xí)慣上稱為自西向東旋轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)周期為一日。自轉(zhuǎn)角速度為每小時(shí)15度，線速度則因緯度和海拔不同而異，但是這種影響比較微小，因?yàn)榈孛嫔系母呱较鄬?duì)于地球半徑實(shí)在微不足道，這點(diǎn)高度完全被自轉(zhuǎn)周期的86400秒所“稀釋”了，例如肯尼亞山所在地赤道海平面線速度為：v=6378140×cos0.09º×2×3.14159/(24×60×60)=463.8 m/s，海拔高度增加了5199米，線速度只增加了0.4m/s。