L’orientamento e la misura del...

Fino alla metà del Settecento moltinaufragi erano causatidall’impossibilità di stabilire, in mare,quanto una nave si fosse spostatalungo la direzione Est-Ovest (ossia inlongitudine). Nel 1714 il Parlamentoinglese offrì una ricompensa enormea chi fosse stato capace di risolverequesto rompicapo. La soluzione futrovata solo sedici anni dopo, da JohnHarrison, orologiaio autodidatta.[Londra, Maritime Museum]

Come può essere determinata lalongitudine?

�Cerca la risposta nel paragrafo 2

L’orientamento e la misura del tempo

2 SCIENZE DELLA TERRA Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A.

l’individuare sul circolo dell’orizzonte visibile alcuni puntifissi: i punti cardinali.

I punti cardinali, utilizzati ormai da molti secoli, sono quat-tro: il Nord, il Sud, l’Est e l’Ovest.

1. L’orientamento tramite l’osservazione del cieloCapita frequentemente di avere bisogno di capire in quale di-rezione andare, o di dover indicare a qualcuno la propria po-sizione rispetto a un dato luogo. Il modo migliore per risolve-re questo tipo di problemi consiste nell’orientarsi, cioè nel-

L’orientamentodurante il dì Il termine orientarsi significa ri-volgersi verso oriente, cioè ver-so Est: il punto cardinale dalquale sorge il Sole. Durante ildì, infatti, il Sole sembra ruota-re attorno alla Terra da Est ver-so Ovest (in realtà è la Terra

1 che ruota nel senso contrario).Vediamo qual è la situazione

nella zona temperata del nostroemisfero: se ci mettiamo a brac-cia aperte e con la mano sini-stra verso Est, avremo l’Ovest adestra (dove tramonta il Sole),il Sud di fronte e il Nord allespalle.

perché il Sole sorge esattamen-te a Est e tramonta esattamentea Ovest soltanto nei giorni de-gli equinozi (21 marzo e 23 set-tembre).

In tutti gli altri giorni del-l’anno il Sole sorge un po’ spo-stato rispetto all’Est.

L’orientamento durante la notte Di notte nel nostro emisferopossiamo orientarci grazie alla

2 molto vicina allo Zenit del Polonord e quindi indica sempre ladirezione del Nord. Di conse-guenza, per orientarsi verso

mezzogiorno

albatramonto

OvestEst

Nord

Sud

Nord è sufficiente abbassare losguardo, verticalmente, dallastella fino a incontrare l’oriz-zonte.

Nell’emisfero australe, però,la Stella polare non si vede. Perorientarsi di notte si prendequindi come riferimento laCroce del Sud, una costellazio-ne ben riconoscibile, che indicapressappoco la direzione delSud.

Q U E S I T I1 In quali momenti dell’anno, nellazona temperata del nostro emisfe-ro, il Sole sorge esattamente a Est e tramonta esattamente aOvest?

LEGGI L’IMMAGINE2 La situazione illustrata nell’im-magine si riferisce all’emisfero bo-reale o a quello australe?

Q U E S I T I1 Quale punto cardinale è indicatodalla Stella polare?

LEGGI L’IMMAGINE2 La situazione illustrata nell’im-magine si riferisce all’emisfero bo-reale o a quello australe?

Ovest Est

Nord

Stellapolare

Nella zona temperata dell’e-misfero australe avviene il con-trario: puntando la mano de-stra verso il sorgere del Sole(Est), avremo invece l’Ovest asinistra, il Nord di fronte e ilSud alle spalle.

Questo sistema di orienta-mento è però approssimativo,

Stella polare, una piccola stellapiuttosto luminosa, pressochéallineata con l’asse di rotazioneterrestre. Essa si trova, cioè,

Nella zona temperata del nostro emi-sfero, a mezzogiorno il punto di cul-minazione del Sole (il punto più altosull’orizzonte nel suo moto apparen-te giornaliero) indica il Sud; nellazona temperata dell’emisfero austra-le alla stessa ora indica il Nord.

Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A. UNITÀ• L’orientamento e la misura del tempo 3

equinozi

d’inverno solstizio

d’estate solstizio

6

7

8

9

10

11

ore 12

8

9

10

11

ore 12

6

7

8

9

10

11

ore 12

5

13 1415

16

13

14

15

16

17

18

1314

15

16

17

18

19

19:30

NordSud

Est7:30

alba

tramonto

4:30

orizzonte

Ovest

Per determinare l’ubicazione dei punti cardinali rispettoal luogo dove ci si trova esistono fondamentalmente duemetodi: – prendere come riferimento la posizione del Sole (di gior-

no) o quella di alcune altre stelle (di notte); – utilizzare strumenti come la bussola (di questa parleremo

nel paragrafo 3).

Osserva il percorso del SoleProcurati una bacinella di plasticatrasparente a forma di mezza sfe-ra, che sarà il modello della Sferaceleste. Traccia una circonferenzadi uguale diametro su un foglio dicarta e segna con una croce il cen-tro. Fissa al foglio la bacinella, ca-povolta, facendola corrisponderealla circonferenza.

Metti tutto all’aperto, orientan-dolo. Per segnare la posizione delSole appoggia sulla superficiedella sfera la punta di una matitae spostala finché la punta dellasua ombra coincida con il centrodella sfera. Segna questa posizio-ne sulla sfera con un pennarelloper lucidi. Ripeti l’operazione più volte in ungiorno e avrai il percorso del Sole.Ripeti l’operazione in più periodidell’anno e vedrai come il percor-so cambi con le stagioni.

Il percorso del Solenel cielo Si è visto che, mediante il motodel Sole durante il giorno, si pos-sono individuare i punti cardina-li: al mattino (quando, sorgendo,esso indica l’Est); a mezzodì(quando indica il Sud nel nostroemisfero e il Nord nell’emisferoaustrale); al tramonto (quandoindica l’Ovest). Vediamo ora co-me il Sole si muove apparente-mente durante l’anno.

Agli equinozi il Sole sorge esat-tamente a Est e tramonta esatta-mente a Ovest per qualsiasi puntodel globo, a qualsiasi latitudine(nel caso di una località che abbialatitudine intorno ai 40° N – comeaccade in Italia – il percorso diur-no del Sole corrisponde a un arcoche inizia nei pressi dell’Est e ter-mina nei pressi dell’Ovest).

3 Dopo l’equinozio di primave-ra nell’emisfero boreale il Sole sor-ge un po’ spostato verso Nord (aEst-Nord-Est): tanto più spostatoverso Nord quanto più ci si al-lontana dall’Equatore e quantopiù si è vicini al solstizio d’estate;e per sei mesi il dì è più lungodella notte. Al Polo nord il Solenon tramonta mai in estate e nonè mai visibile in inverno.

Passato il solstizio d’estate, ilpunto in cui sorge il Sole tende atornare verso Est, fino a essereesattamente ad Est all’equinoziod’autunno. Tra l’equinozio d’au-tunno e quello di primavera il So-le sorge più a Sud (a Est-Sud-Est).

Nell’emisfero australe avvienel’inverso. Tra l’equinozio di pri-mavera e quello d’autunno il So-le sorge più a Sud e nel restodell’anno sorge più a Nord. Al

Polo sud non tramonta mai du-rante il nostro inverno e non èmai visibile nella nostra estate.

All’Equatore il dì ha sempre lastessa durata della notte.

Nei giorni degli equinozi, amezzodì il Sole è allo Zenit, men-tre, man mano che i giorni passa-no e si va verso i solstizi, nell’emi-sfero boreale il Sole a mezzodì sitrova più a Nord d’estate e più aSud d’inverno (viceversa nell’e-misfero australe).

In qualsiasi momentodell’anno, quando sitrova nel punto di cul-minazione (ore 12) ilSole indica sempre ilSud.

Q U E S I T I1 In che direzione si sposta il pun-to da cui sorge il Sole nel periodotra l’equinozio d’autunno e il sol-stizio d’inverno?

LEGGI L’IMMAGINE2 Quale dei tre archi alba-tramontorelativi alla nostra latitudine esprimeil dì dalla durata maggiore?

A T T I V I T À

T

al solstiziod’inverno

Polo sudceleste

Polo nordceleste

al solstiziod’estate

agliequinozi

T

al solstiziod’inverno

al solstiziod’estate

agliequinozi

Polo nordceleste e Zenitcoincidono

La durata del dì (espressa dalla lun-ghezza dell’arco alba-tramonto) èmaggiore in estate che in inverno.

Il percorso del Sole nel cielo durantel’anno per un osservatore che si trovi alPolo nord terrestre.

Il percorso del Sole nel cielo per un os-servatore che si trovi all’Equatore.

N

S

� VEDI ANCHE…

Unità T1 • PARAGRAFO 5:Il moto di rotazione terrestre


le sue coordinate geografiche, che sono rappresentate dallalongitudine e dalla latitudine.

In altre parole, la conoscenza delle coordinate geografichedi un punto permette di ritrovare la posizione del luogo fa-cendo riferimento esclusivamente al reticolato dei paralleli e

2. La misura delle coordinate geograficheL’orientamento permette di fissare soltanto la posizione rela-tiva dei punti visibili sul piano dell’orizzonte rispetto a un al-tro punto, che è quello in cui si trova l’osservatore.

Quando invece si vuole stabilire la posizione assoluta di unqualsiasi punto sulla superficie terrestre occorre determinare

La misura della longitudine È un problema di soluzione nonsemplice, che si basa sulla deter-minazione dell’ora locale. Nonsi tratta dell’ora indicata dall’o-rologio, ma di quella ricavabile– con appositi strumenti e cal-coli complessi – dalla posizionedel Sole nel suo moto apparenteattorno alla Terra.

Nelle 24 ore, il Sole raggiungeil culmine del suo arco giornalie-ro via via su tutti i 360 meridianidi grado del globo. Dunque, ilSole in un’ora si muove apparen-temente di 15°. Quindi, per spo-starsi da un meridiano al succes-sivo, cioè per spostarsi di 1°, im-piega 4 minuti.

Facciamo un esempio. Nellalocalità A, dalla misura dell’al-tezza del Sole nel cielo deducia-mo che sono le ore 14 e 12 mi-nuti; nello stesso momento aGreenwich sono le 12 precise.La differenza tra l’ora locale equella di Greenwich è di 2 ore e

1

Gli orologi e la misuradella longitudinePrima che venissero inventati gliorologi la misura della longitu-dine era impossibile. L’ora loca-le si poteva stabilire osservandoil moto apparente delle stelle,ma quella del luogo di partenzasarebbe stata ricavabile soltantoda un orologio di precisione. Efino a qualche secolo fa un oro-logio siffatto non esisteva.

Molti scienziati si cimentata-rono con il problema, da Gali-leo a Newton, ma tutti pensaro-no a metodi basati sul moto nelcielo della Luna o delle stelle,alla ricerca di una soluzione«astronomica». E fallirono.

La soluzione fu trovata dal

2 falegname inglese John Harri-son, che fabbricò quattro «oro-logi marini», uno più precisodell’altro.

Harrison abolì l’uso del pen-dolo e seppe mettere dentro aquesti congegni numerosissimeinnovazioni tecnologiche. Sem-bra impossibile che nessun altroprima di lui ne avesse mai intro-dotta nemmeno una. I suoi era-no meccanismi quasi del tuttoprivi di attrito interno; non ave-vano bisogno di essere lubrifi-cati né di pulizia; erano fatti dimateriali inattaccabili dalla rug-gine; le parti mobili erano inperfetto equilibrio reciproco,non influenzabili dai movimentidel mondo intorno a essi (ad

esempio, il rollìo delle navi); gliingranaggi erano costituiti dimateriali differenti, in modoche se un componente si espan-deva o contraeva per variazionidi temperatura, l’altro compo-

nente ne neutralizzava esatta-mente gli effetti, mantenendocostante il ritmo dell’orologio.

Il problema della determina-zione della longitudine era ri-solto.

12 minuti, cioè 132 minuti. Inquesto lasso di tempo il Solepassa su 132 : 4 = 33 meridianidi grado. Di conseguenza la lon-gitudine di A è 33° E. In con-clusione, conoscendo l’ora loca-le e l’ora di Greenwich è possi-bile calcolare la longitudine.

Inoltre, dato che il Sole si spo-sta da Est a Ovest, se l’ora localeè maggiore di quella di Greenwi-ch, vuol dire che nel luogo consi-derato il Sole è sorto prima e lalocalità si trova a Est diGreenwich (diciamo che «halongitudine Est»). Se l’ora localeè minore di quella di Greenwich,il luogo ha longitudine Ovest.

h24

180°165°

150°

135°

120°

105°

105°

120°

135°

150°

165°

h1

h2

h3

h4h5

h19

h20

h21

h22

h23

h6 90° h18

h12

0°h11

15°h10

30°h9

45°

h860°

h7

75°

h13

15°h14

30° h15

45° h1

660°

h1775°

mezzanotte

mezzodìverso di rotazione della Terra

90°

raggi solari

Q U E S I T I1 Quanto tempo impiega il Sole perspostarsi apparentemente da unmeridiano a quello successivo?

LEGGI L’IMMAGINE2 Che longitudine ha una località lacui ora locale è di 5 ore e 30 minutisuperiore a quella di Greenwich?

Q U E S I T I1 Quali innovazioni tecnologicheresero possibile la misura della lon-gitudine?

LEGGI L’IMMAGINE2 Quali caratteristiche accomuna-no l’orologio H4 agli orologi mo-derni?

H4 è l’ultimo orologio costruito daHarrison; gli altri sono chiamati (og-gi) H1, H2 e H3.[L

ondr

a, M

ariti

me

Mus

eum

]


dei meridiani, che chiunque può immaginare di tracciare sul-la superficie terrestre.

Per determinare la longitudine e la latitudine del luogo incui ci troviamo utilizziamo rispettivamente l’ora locale el’altezza di una determinata stella sull’orizzonte.

Se la Terra non avesse una forma quasi sferica – per esem-pio se fosse piana – questi metodi non potrebbero essereapplicati.

La misura della latitudine Il metodo utilizzato più di fre-quente per determinare la lati-tudine di un luogo consistenel misurare l’altezza di unastella, sul piano dell’orizzonte.(Anche questa misura si effet-tua con strumenti appositi:per esempio, con il sestante,

3 che in passato era molto usatoin marina).

Nel nostro emisfero, di soli-to, si considera la Stella polare,che si trova quasi in verticalesopra al Polo nord.

In una qualsiasi località del-l’emisfero boreale, l’angolo for-mato dalla retta che congiungei nostri occhi alla Stella polare e

dal piano dell’orizzonte è ugua-le all’angolo che corrispondealla latitudine del luogo.

Si tratta di latitudine Nord,perché stiamo parlando delnostro emisfero, ma la deter-minazione della latitudine Sudè del tutto analoga; natural-mente nell’emisfero australesi utilizza una stella diversa.

Attribuisci le coordinateAttribuire a un luogo le sue coordinate geografiche è un po’come giocare alla battaglia na-vale.� Costruisci un reticolato di20×20 quadretti e disegna lenavi che corrispondono a que-ste coordinate:(A,13) (H,2) (L,7) (I,15) (P,3)� Ora scegli i termini correttitra quelli dati in alternativa nelle frasi seguenti.Una coppia di coordinate iden-tifica la posizione di:una sola / più di una nave.La posizione di una nave è identificata da una sola / più di una coppia dicoordinate.

A T T I V I T À

Polo nord

Polo sud

piano equatoriale

P

raggi solari agli equinozi

C S

α

β

α'β '

Z

S'

Determinazione della latitudine mediante il SoleNei giorni equinoziali i raggi solari sono paralleli al piano del-l’Equatore e quindi l’angolo che essi formano a mezzodì col pia-no dell’orizzonte (�) è complementare della latitudine del luo-go (��). Difatti � è complementare di � ed inoltre � e �� sonouguali, perché angoli corrispondenti formati dalle due paralleleCS—

e PS�—

tagliate dalla trasversale CZ—

. Quindi �� = 90° - �.Negli altri giorni dell’anno occorre tener conto della declinazio-ne solare, variabile nelle diverse epoche dell’anno.

Polo nord

Polo sud

piano equatoriale

P

raggi della Stella polare

C

S

α β

α'β '

Z

S'

Determinazione della latitudine mediante la Stella polareL’angolo che i raggi della stella formano con il piano dell’oriz-zonte (�) è uguale alla latitudine del luogo (��). Difatti � ed�� sono rispettivamente complementari di � e ��, e questi ulti-mi sono uguali fra loro perché angoli corrispondenti, formatidalle parallele CS e PS� tagliate dalla trasversale CZ. In questocaso, quindi, �� = �.

Q U E S I T I1 Quale riferimento si può utilizza-re per determinare la latitudine diun luogo?

LEGGI L’IMMAGINE2 All’equinozio di primavera l’angoloformato dai raggi solari con il pianodell’orizzonte in un luogo è di 30°.Qual è la latitudine del luogo?

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Unità T1 • PARAGRAFO 4:Le coordinate geografiche

Unità T1 • PARAGRAFO 5:Il moto di rotazione terrestre


N

S

Nucleo esterno

Nucleointerno

Polo nordmagnetico

Polo nordgeografico

Polo sudmagnetico

Polo sudgeografico

line

e d

i forz

a

lin

ee

di

f or z

a

L’ago magnetico si dispone in modo che la sua estremitàcolorata (a volte annerita) indichi il Nord e l’estremità op-posta il Sud.

L’ago della bussola si muove e si posiziona lungo la dire-zione Nord-Sud perché – allo stesso modo delle graffette di

3. Il campo magnetico terrestreLo strumento che ci permette di orientarci anche quandonon è possibile fare riferimento al Sole, o ad altre stelle, è labussola. Essa è costituita da un ago magnetico (una barret-ta di ferro magnetizzato) libero di ruotare all’interno di unpiccolo contenitore.

Polo nordgeografico

Polo nord magnetico

In una posizione allineata con la congiungente i duepoli nord, ma non tra essi, la direzione del Nord ma-gnetico e quella del Nord geografico coincidono.

I poli magnetici della Terra non coincidono esattamente con i poli geografici.

Come una gigantescacalamita Il campo magnetico della Terraassomiglia a quello che verreb-be generato da una gigantescabarra magnetica che si trovasseal centro del pianeta, inclinatadi circa 11° rispetto all’asse ter-restre. O, meglio, oggi inclinatadi 11°; perché considerandotempi molto lunghi la posizio-ne dei poli magnetici nord esud subisce degli spostamenti.

Il campo magnetico può es-sere rappresentato attraverso le

1 sue linee di forza, che mostranocome esso varia nello spazio: in-dicano, cioè, come si dispor-rebbe un ago magnetico postonei diversi punti del campo.

L’origine del campo magne-tico che avvolge la Terra è an-cora poco chiara. La maggiorparte degli studiosi ritiene cheesso sia generato da correntielettriche che percorrono il nu-cleo esterno (uno degli involu-cri che costituiscono l’internodel pianeta). Infatti, dalla Fisi-ca è noto che una corrente elet-trica può generare un campomagnetico (e che, viceversa, uncampo magnetico può produr-re una corrente elettrica).

Quale potrebbe essere stata

l’origine della corrente elettricache si suppone percorra il nu-cleo esterno? Esso è ricco diferro e quindi è un buon con-duttore per la corrente elettri-ca; inoltre, è rimescolato dicontinuo da movimenti convet-tivi: il materiale fluido di cui ècomposto compie cioè dei mo-vimenti circolari, salendo e ri-discendendo.

La spiegazione più probabileè allora che la Terra abbia attra-versato un campo magnetico –probabilmente di origine solare– mentre i moti convettivi eranogià in atto nel nucleo esterno.Questo campo magnetico, inte-ragendo con il ferro fluido inmovimento, avrebbe prodotto

delle correnti elettriche, cheavrebbero a loro volta generatoil campo magnetico terrestre.Questo, infine, alimenterebbele correnti elettriche in un pro-cesso a catena, che si manter-rebbe da sé.

Attenzione: l’angolo tra ladirezione del Nord ma-gnetico e quella del Nordgeografico varia da luogoa luogo, e può rendere labussola inaffidabile.

Tra il Polo nord magnetico e il Polo nord geografico la punta dell’ago che indica ilNord magnetico può essererivolta addirittura verso il Polo sud geografico!

Q U E S I T I1 Da cosa si ritiene che sia genera-to il campo magnetico terrestre?

LEGGI L’IMMAGINE2 I poli magnetici della Terra coin-cidono esattamente con i poli geo-grafici?


fasce diVan Allen

linee di forza del campo magneticoventosolare

ferro quando vengono attirate da una calamita – esso risen-te del campo magnetico terrestre.

In altre parole, la Terra si comporta come una gigantescacalamita che costringe l’ago magnetico della bussola a posi-zionarsi secondo la direzione Nord-Sud magnetica.

Il motivo per cui la bussola è un valido strumento perl’orientamento è che il Nord magnetico corrisponde all’in-circa a quello geografico.

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Unità T6 • PARAGRAFO 1:Un pianeta fatto a strati

Controlla l’orientamento di un luogoOrientandoti con il Sole, stabili-sci verso quali punti cardinalisono rivolte le finestre della tuaclasse. Poi controlla le direzioni indivi-duate, usando una bussola.

Le aurore polari L’attrazione magnetica accelerale particelle del vento solare e lespinge ad alta velocità, lungo le li-nee di forza, verso i poli magneti-ci. Mentre attraversano l’atmo-sfera, le particelle del vento solareurtano contro gli ioni (anch’essicarichi elettricamente) che si tro-vano nell’alta atmosfera.

Quando si verificano raffi-che particolarmente violente divento solare, l’energia emessadagli ioni si evidenzia sotto for-ma di luminescenze del cielo: leaurore polari.

3

Le fasce di Van Allen Il campo magnetico terrestre siestende per migliaia di kilome-tri nello spazio e ha una caratte-ristica forma a goccia. Questaforma è dovuta al vento solare– un flusso di particelle prove-nienti dal Sole, dotate di caricaelettrica – che comprime le li-nee di forza del campo magne-tico a ridosso della Terra sul la-to più vicino al Sole.

Le particelle del vento solaresono catturate dal campo magne-tico terrestre e penetrano lungodelle «fenditure» che si trovanoin corrispondenza dei poli ma-gnetici. Intrappolate dal campomagnetico, le particelle si con-centrano soprattutto in due zone– le fasce di Van Allen – situateattorno ai 3000 e ai 70 000 kmdalla superficie terrestre.

2

[Chr

is M

adel

ey /

SPL

/Gr

azia

Ner

i]

A T T I V I T À

Q U E S I T I1 Da che cosa è costituito il ventosolare e qual è la sua influenza sulcampo magnetico terrestre?

Q U E S I T I1 In quali condizioni si verificanole aurore polari?

LEGGI L’IMMAGINE2 Dove si trovano le fasce di Van Al-len rispetto ai poli magnetici terre-stri?


Comunque, la rotazione terrestre rappresenta l’orologiopiù naturale che abbiamo a disposizione, e ci consente di fis-sare una delle sue principali unità di misura: il giorno.

L’altro importante moto che caratterizza il nostro pianeta,e cioè quello di rivoluzione attorno al Sole, fornisce anch’es-so un’unità di misura del tempo, della quale pure ci serviamocomunemente: l’anno.

4. La misura del tempoL’alternanza del dì e della notte e il percorso che il Sole com-pie nel cielo rivestono per gli esseri umani una tale importan-za che sin dall’antichità sono stati utilizzati come riferimentoper la misura del tempo.

In realtà oggi sappiamo che il moto quotidiano del Sole at-torno alla Terra è solo apparente: infatti è la Terra che ruotaattorno al proprio asse.

raggi stellari

P4 min

Sole

orbita terre

stre

posizione dellaTerra dopo una

rotazione completa

spostamento dellaTerra durante una sua

rotazione completa

posizione iniziale

della Terra

P'P

Questo angolo (che nel disegno è esagerato) corrisponde a quanto la Terra ruota in un tempo di 4 minuti circa.

Giorno solare e giorno sidereo Il tempo impiegato dal Sole aritornare quotidianamente allastessa altezza nel cielo dà lamisura del giorno solare. Perla precisione, esso misura iltempo che intercorre tra duesuccessive culminazioni delSole in un certo luogo (P, neldisegno qui sotto).

Il tempo di rotazione dellaTerra riferito alle altre stelle èinvece detto giorno sidereo.

Questi due intervalli di tem-po non sono uguali. Il giorno si-dereo rappresenta la durata ef-fettiva della rotazione terrestre,rispetto a una stella che (data

1 l’enorme distanza) ci invia unfascio di raggi praticamente pa-ralleli tra loro; il giorno solareha una durata maggiore.

Mentre compie una rotazio-ne, infatti, la Terra si muove an-che lungo l’orbita attorno alSole. Per poter rivedere il Solenella stessa direzione, dopouna rotazione completa, occor-re quindi che la Terra ruoti an-cora di un certo angolo (pari aquello compiuto con il moto dirivoluzione). Il giorno solarecomprende anche quel piccolointervallo di tempo in più ri-spetto a una esatta rotazione.

D’altra parte, è il giorno sola-re che ci interessa per regolare

le nostre attività. Utilizzando ilgiorno sidereo ci troveremmonei pasticci. Esso conduce infat-ti a uno sfasamento del tempocon il percorso del Sole nel cie-lo, durando 23 ore, 56 minuti e4 secondi (circa 4 minuti menodi un giorno solare). Nel corsodell’anno, aumentando ognigiorno lo sfasamento di 4 minu-ti, l’uso del giorno sidereo com-porterebbe grandi differenzecon la posizione del Sole.

Ma neppure il giorno solare èperfetto per la misura del tempodurante l’anno, perché ha unadurata irregolare. Infatti la Terrasi muove sull’orbita attorno alSole con velocità variabile; quin-

di l’angolo compiuto con il mo-to di rivoluzione non è semprelo stesso, e di conseguenza an-che la durata del giorno solarenon è sempre la stessa durantel’anno. Quando la Terra si trovapresso il perielio, la sua velocitàè massima, lo spostamento sul-l’orbita è massimo e, perché siriveda il Sole nella stessa posizio-ne, essa deve compiere un sup-plemento di rotazione maggioredi quando è presso l’afelio; qui,infatti, la velocità della Terra sul-l’orbita si riduce e il giorno sola-re ha una durata di poco minore.

Per eliminare l’inconvenien-te della sua diversa durata neivari periodi dell’anno, si è con-venuto di adottare come riferi-mento il giorno solare medio,che si ottiene facendo la mediadella durata di tutti i giorni so-lari dell’anno. Il giorno solaremedio è stato poi suddivisonelle 24 ore di uso comune.

Q U E S I T I1 Qual è la differenza tra giornosolare e giorno sidereo?

LEGGI L’IMMAGINE2 Dopo una esatta rotazione dellaTerra, il Sole culmina in P o in P�?


Ricordiamo, infine, che il moto di rivoluzione della Lunaintorno alla Terra viene usato per fissare un’altra unità di mi-sura temporale: il mese. La Luna compie un giro completointorno alla Terra in 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 12 secondi.Questo intervallo di tempo è detto mese sidereo. Se, però, co-me punto di riferimento per la rivoluzione lunare si conside-ra il Sole, il tempo necessario perché si verifichi lo stesso alli-neamento Terra-Luna-Sole è di 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e3 secondi: il mese sinodico, che noi adottiamo approssimandomediamente a 30 giorni.

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Approfondimento I calendari

Anno sidereo, anno solare, anno civile Anche per il moto di rivoluzio-ne della Terra intorno al Sole, equindi per l’anno, occorre di-stinguere tra anno sidereo eanno solare, che hanno duratadiversa.

Per anno sidereo si intendel’effettivo periodo di rivoluzio-ne della Terra attorno al Sole.Esso corrisponde all’intervallodi tempo che passa tra due ri-torni consecutivi del Sole nellastessa posizione rispetto allestelle. Questo intervallo di tem-po è di 365 giorni, 6 ore, 9 mi-nuti e 10 secondi.

L’anno solare è invece il tem-po che intercorre tra due pas-saggi successivi del Sole allo Ze-nit dello stesso tropico, e cioè tradue solstizi con lo stesso nome(o tra due equinozi dello stessonome). La durata dell’anno sola-re è influenzata dal fenomeno

2 della precessione luni-solare. Acausa della precessione luni-so-lare, gli equinozi e i solstizi si ve-rificano ogni anno un po’ primache la Terra abbia completato lapropria rivoluzione attorno alSole; si parla infatti di «preces-sione degli equinozi». Per que-sta ragione, l’anno solare è unpo’ più breve di quello sidereo:dura 365 giorni, 5 ore, 48 minutie 46 secondi.

Generalmente, quando siparla di anno si fa riferimento al-l’anno solare; ma, dato che la suadurata non corrisponde a un nu-mero intero di giorni, si è resanecessaria l’introduzione del-l’anno civile, di 365 giorni esatti,su cui si basano i calendari.

Per tenere conto delle 6 ore(scarse) in più non contate,ogni 4 anni è necessario aggiun-gere un giorno – per convenzio-ne, il 29 febbraio – e si ha un an-no detto «bisestile».

Ma aggiungere un giornoogni quattro anni equivale adaggiungere 6 ore ogni anno,mentre si è visto che in realtàl’anno solare dura soltanto 5ore, 48 minuti e 46 secondi inpiù (dovremmo aggiungere,cioè, circa 11 minuti in menodelle 6 ore).

Come ulteriore bilanciamen-to, dunque, si è convenuto chegli anni secolari non siano bise-stili, a meno che il gruppo di ci-fre che precede gli ultimi duezeri non sia divisibile per 4 (il1700, il 1800 e il 1900 non sonostati bisestili perché 17, 18 e 19non sono divisibili per 4; il 2000è stato bisestile perché 20 è di-visibile per 4). Quindi ogni 400anni, anziché 100 anni bisestili,ce ne sono 97.

Il calendario così organizzatofu introdotto nel 1576 dal PapaGregorio XIII, e si chiama per-ciò calendario gregoriano.

Costruisci unarudimentale meridianaFabbricare una rudimentale me-ridiana non è particolarmentecomplesso. Con questo metodo,purtroppo, è possibile misurareil trascorrere del tempo soltan-to nelle ore centrali della gior-nata e con piccole variazionistagionali.1. Individua una parete chesia orientata verso Sud e bensoleggiata.2. Posiziona lo stilo, una bac-chetta o un perno di metallo,perpendicolare al muro.3. Trova la linea meridiana odel mezzogiorno, aiutandoticon un orologio (segna la po-sizione dell’ombra proiettatadallo stilo alle ore 12:00).4. Segna, possibilmente in ungiorno di equinozio (il 21 mar-zo o il 23 settembre), la posi-zione delle ombre per le altreore, prima e dopo mezzogior-no (presumibilmente, se la tuaparete è posizionata bene,dalle 8 della mattina alle 16).La meridiana è pronta per fun-zionare.

� Se vuoi costruirne una piùaffidabile puoi trovare le istru-zioni su Internet (digitando inun motore di ricerca le parole-chiave «costruzione» e «meri-diana»).

A T T I V I T À

Q U E S I T I1 Qual è la differenza tra anno solare e anno sidereo?

LEGGI L’IMMAGINE2 Il tempo che la Terra impiega per passare da T a T�corrisponde a un anno solare o a un anno sidereo?

orbita della Terra

ScorpioneBilancia Vergine

Leone

AcquarioPesci

ArieteToro

Eclittica ω

ω'

linea degli equinoziT'

T

L’anno sidereo è più lungo dell’anno solare. Partendo daun’equinozio, nella posizione T dalla Terra si vede il Solenella Costellazione della Vergine, esattamente allineatocon il punto � (detto punto equinoziale di autunno). Dopoun’intera rivoluzione – ossia dopo un anno sidereo – laTerra torna in T e vede di nuovo il Sole nella stessa posi-zione tra le stelle. Ma il nuovo allineamento con il punto� (�� nel disegno) si è realizzato un po’ prima, quando laTerra si trovava in T�, poiché intanto la linea degli equino-zi si è spostata (sia pure di un angolo piccolissimo). Iltempo trascorso per passare da T a T� è l’anno solare.


Esso si basa su una «costellazione» di oltre 30 satellitiartificiali che orbitano attorno alla Terra e che consentonodi «triangolare» la posizione di un determinato punto, co-me si fa con le stelle.

La grande precisione (addirittura al centimetro), i bassi

5. I sistemi di posizionamento satellitariIl sistema più moderno e accurato per conoscere la posi-zione di un corpo sulla superficie terrestre è quello notocon la sigla GPS, o Global Positioning System (dall’inglese,Sistema di Posizionamento Globale) realizzato, dal Dipar-timento della Difesa degli Stati Uniti d’America.

A cosa serve il GPS Il sistema GPS è stato proget-tato in maniera de permetterein ogni istante e in ogni luogodel nostro pianeta il posiziona-mento di oggetti anche in mo-vimento.

L’integrazione di questo si-stema con i tradizionali stru-menti cartografici e con ilcomputer di bordo, per esem-pio, consente agli aerei di evi-tare collisioni e atterrare conmaggiore sicurezza anche convisibilità zero. Un ricevitoreportatile GPS è grande ormaiquanto un telefono cellulare econsente il lavoro di precisionedi tecnici, ingegneri e geologiin zone sperdute della Terra.

Oggi le apparecchiatureGPS vengono comunementemontate sulle automobili perorientarsi in un viaggio o addi-rittura nel percorso urbano,

1 oppure per consentire il ritro-vamento dell’auto in caso difurto.

Una «costellazione» di satelliti Per determinare la posizioneesatta di un punto sulla Terraoccorrono, in teoria, quattrosatelliti di riferimento, ma an-che tre sono sufficienti se siconosce perfettamente la quo-ta (per esempio se il punto sitrova sul mare). La distanzadei satelliti si ottiene cono-scendo il tempo impiegato dalradiosegnale emesso da cia-scun satellite per arrivare finoa terra. Tale operazione vieneeseguita confrontando un par-ticolare codice digitale asse-gnato al ricevitore (a terra) conquello attribuito alla sorgente(il satellite) e misurandone il«ritardo», assumendo ovvia-mente che siano perfettamentesincronizzati e cioè che en-

2 trambi i codici «partano» nellostesso momento. Per questaragione il tempo deve esseremisurato con esattezza assolutasia dal satellite, che è dotato diun orologio atomico precisissi-mo, sia sul ricevitore. Le orbitedei satelliti GPS sono molto al-te e quindi ampiamente preve-dibili; comunque, piccole va-riazioni vengono automatica-mente corrette dal controllogenerale a terra.

Il cosiddetto navigatore montato suun’automobile è un segmento del Si-stema di Posizionamento Globale. Èin grado di determinare anche lecoordinate geografiche. Ne esistonomodelli portatili, che vengono utiliz-zati nelle escursioni impegnative(per esempio nell’alpinismo hima-layano).

La triangolazione con i satelliti è il fondamento delsistema GPS e viene eseguita misurando le distanzetramite i tempi di percorrenza di messaggi radio.Conosciuta la distanza da ciascun satellite, è ne-cessario conoscere la posizione del satellite nellospazio.

Q U E S I T I1 Quali informazioni è in grado difornire il sistema GPS?

2 Quali vantaggi offre l’installazio-ne di un GPS a bordo degli aerei?

Q U E S I T I1 Quanti satelliti di riferimento oc-corrono per determinare la posizio-ne esatta di un punto sulla Terra?

LEGGI L’IMMAGINE2 Come viene eseguita la triango-lazione?


costi e le ridotte dimensioni del ricevitore stanno dandogrande impulso alla diffusione del GPS, anche per scopidiversi da quelli strettamente militari per cui era stato pro-gettato. Per esempio, utilizzano il sistema GPS i navigatorisatellitari, alcuni sistemi antifurto delle automobili, i siste-mi di pilotaggio automatico degli aerei.

Attualmente l’Unione Europea sta sviluppando un sistemadi posizionamento analogo al GPS: il sistema Galileo.

� VEDI ANCHE…

Unità 0 • PARAGRAFO 4:Alcune grandezze che ci serviranno

Il sistema di posizionamento Galileo Il sistema GPS, nato negli anninovanta per scopi militari, ètuttora gestito dal Dipartimen-to della Difesa degli Stati Unitid’America, e per questo gli usicivili sono limitati: per esem-pio, non funziona per oggettiche volano a più di 18 km dialtitudine o a più di 515 me-tri/secondo, per evitare che

3 venga montato su missili. An-che l’Unione Europea sta rea-lizzando una sua rete di satelli-ti, il Sistema di posizionamen-to Galileo, che disporrà di 30satelliti e la cui entrata in servi-zio è prevista per il 2013. Di-versamente dal GPS statuni-tense, che è stato addiritturabloccato in tempi di guerra, ilservizio europeo sarà disponi-bile senza limitazioni di accu-ratezza per tutti gli scopi. Gali-

leo avrà un ruolo strategicoper i suoi usi, sia civili, sia mili-tari, permettendo all’Europadi essere autonoma dal GPS.

Determina la velocità di unoggettoUn’ulteriore funzione dei rice-vitori GPS è rappresentata dal-la valutazione della velocità diun oggetto in movimento sullasuperficie terrestre.Ecco come un ricevitore GPSgiunge a calcolare la velocitàdi un’automobile:

1. determina la posizione delpunto di partenza dell’auto;2. determina, ogni secondo, laposizione dell’auto in movi-mento;3. determina la posizione delpunto di arrivo;4. calcola la distanza tra ilpunto di arrivo e il punto dipartenza;5. misura il tempo impiegatodall’automobile per spostarsidal punto di partenza a quellodi arrivo;6. calcola la velocità mediadell’auto dividendo lo spaziopercorso per il tempo impiega-to a percorrerlo (v=s/t).

Con un GPS si sono ottenuti ivalori riportati in tabella. Cal-cola quelli mancanti.

Spazio Tempo Velocitàpercorso impiegato mediadall’automobile dell’auto(s) (t) (v = s/t)

100 km 1 ora ....... km/h

150 km ........ ore 50 km/h

...... km 8 ore 100 km/h

40 km 30 minuti ....... km/h

A T T I V I T À

Nel caso del satellite l’elettronica di bordo tiene conto anche delle conseguenza della teoria dellarelatività: il tempo, in orbita, scorre più lento che sul pianeta, causando un anticipo di 38 microse-condi al giorno, che deve essere corretto.

La ionosfera terrestre può provocarequalche piccolo ritardo nella trasmis-sione dei dati, che si tradurrebbe in er-rori di posizione se non fosse perfetta-mente correggibile con l’applicazionedi modelli matematici.

Q U E S I T I1 Per quali usi sarà reso disponibi-le il Sistema di posizionamento Ga-lileo?

LEGGI L’IMMAGINE2 Su quanti piani sono poste le or-bite dei 30 satelliti del sistema Ga-lileo?


1 L’orientamento tramite l’osservazione del cielo

• Orientarsi (letteralmente, «rivolgersiverso oriente») significa individuare ipunti cardinali (Nord, Sud, Est, Ovest)sull’orizzonte di un dato luogo.

• Le stelle – e il loro moto apparente nelcielo, dovuto alla rotazione terrestre –possono essere «utilizzate» per orientar-si.

• Durante il dì la stella più utile per l’o-rientamento è il Sole:

– agli equinozi il Sole sorge esattamente a

Est e tramonta esattamente a Ovest. Sealla nostra destra vi è il punto dal qualesorge il Sole, avremo l’Ovest a sinistra, ilNord di fronte e il Sud alle spalle;

– tutti i giorni dell’anno, alle nostre latitu-dini è sufficiente guardare in direzionedel Sole a mezzodì per individuare ilSud; il Nord è alle nostre spalle, la manosinistra è rivolta a Est, la destra a Ovest.Nell’emisfero australe, alle medie latitu-dini, la posizione del Sole a mezzodì in-dica il Nord.

• Di notte la stella più utile per l’orientamen-

to nel nostro emisfero è la Stella polare,che indica il Nord.

• Nell’emisfero australe la Croce del Sudindica il Sud.

M A P PA D E L L’ U N I T À

SINTESI DEI CONTENUTI

Ovest Est

Nord

Stella polare

2 La misura delle coordinategeografiche

• Le coordinate geografiche sono la longitu-dine e la latitudine.

• La longitudine di un punto P è data dal-l’angolo tra il meridiano che passa per P eil meridiano di riferimento (quello chepassa per Greenwich, una località dell’In-ghilterra). La misura di questo angolo vie-ne fatta su un piano parallelo all’Equatore.La longitudine si misura in gradi e può es-sere Est (E) o Ovest (W).

• La longitudine di un luogo si ricava dall’o-ra locale raffrontata con quella diGreenwich.

• La latitudine di un punto P è data dall’an-golo formato dal raggio terrestre che passaper P con il piano dell’Equatore (il paral-lelo di riferimento).

• La latitudine si misura in gradi e può esse-re Nord (N) o Sud (S). La latitudine di unluogo, nell’emisfero boreale, si ricava dal-l’altezza della Stella polare sul piano del-l’orizzonte.

• Anche se è meno semplice, la latitudine sipuò desumere pure dall’altezza del Sole amezzodì sull’orizzonte.

Polo nord

Polo sud

piano equatoriale

P

raggi solari agli equinozi

C S

α

β

α'β '

Z

S'

4La misura del tempo

Per determinarela posizione di un punto

sul globo terrestresi possono utilizzare

diversi metodi e strumenti

2La misura delle coordinate

geografiche

5I sistemi di posizionamento

satellitari

3Il campo magnetico

terrestre

1L’orientamento tramitel’osservazione del cielo

La misura del tempo è necessariaper regolare lo svolgimento

delle attività umane


4 La misura del tempo

• Il giorno è un’unità di misura del tempobasata sul moto di rotazione della Terraattorno al proprio asse.

• Esistono due misure del giorno: il giornosolare e il giorno sidereo.

– Se la rotazione della Terra è riferita al So-le, il giorno è detto solare e dura circa 24ore. La durata del giorno solare varia nelcorso dell’anno. I nostri orologi sono re-golati sul giorno solare medio, che duraesattamente 24 ore.

– Se la rotazione è riferita alle stelle, il gior-no è detto sidereo e dura 23 ore 56 minu-ti e 4 secondi. La durata del giorno side-reo è costante nel corso dell’anno.

• Il moto di rivoluzione della Terra attornoal Sole fornisce un’altra unità di misura deltempo: l’anno.

• Anche per l’anno si possono consideraredue misure: l’anno solare e l’annosidereo.

– L’anno solare esprime il tempo che inter-

corre tra due successivi passaggi del Soleallo Zenit dello stesso tropico, e cioè tradue solstizi o equinozi con lo stesso no-me. Dura 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e46 secondi. Per ragioni di comodità, siutilizza un anno composto da 365 giorniinteri: l’anno civile.

– L’anno sidereo è l’effettivo periodo di ri-voluzione della Terra attorno al Sole epuò essere misurato dall’intervallo ditempo che passa tra due ritorni consecu-tivi del Sole nella stessa po-sizione rispetto alle stelle.Tale intervallo di tempo èdi 365 giorni, 6 ore, 9 mi-nuti e 10 secondi.

• Infine, il moto di rivoluzio-ne della Luna intorno allaTerra viene utilizzato perfissare la durata del mese.

– Se come punto di riferi-mento per la rivoluzione siconsidera una stella lonta-

5 I sistemi di posizionamentosatellitari

• Il sistema più moderno e accurato perconoscere la posizione di un corpo sullasuperficie terrestre è il GPS (Global Po-sitioning System).

• Il GPS si basa su una costellazione di ol-tre 30 satelliti artificiali che orbitano at-torno alla Terra e che consentono di«triangolare» la posizione di un deter-minato punto, come si fa con le stelle.

• La grande precisione, i bassi costi e le ri-dotte dimensioni del ricevitore hannopermesso la diffusione del GPS anche

per scopi civili, oltre aquelli strettamente mili-tari per cui era stato pro-gettato.

• Negli ultimi anni l’Unio-ne europea sta sviluppan-do un sistema di posizio-namento analogo al GPS:il sistema Galileo.

3 Il campo magnetico terrestre

• La Terra genera un campo magnetico, lacui origine è ancora poco chiara. La mag-gior parte degli studiosi ritiene che essosia prodotto da correnti elettriche chepercorrono in continuazione il nucleoesterno, uno degli involucri concentriciche costituiscono l’interno della Terra.

• La bussola è uno strumento che «sfrutta»il campo magnetico terrestre per indivi-duare il Polo nord magnetico, ubicato neipressi del Polo nord geografico, e con-sente quindi l’orientamento. La determi-nazione della direzione Nord-Sud con la

bussola è approssimata se il Polo nordgeografico e il Polo nord magnetico nonsono allineati rispetto all’osservatore.

• La bussola è costituita da un ago di ferromagnetizzato, libero di ruotare. L’agomagnetico risente del campo magneticoterrestre e si dispone sempre in modoche la sua estremità colorata (o annerita)indichi il Nord (magnetico) e l’estremitàopposta il Sud (magnetico).

• Il campo magnetico della Terra è impor-tante per la vita sul pianeta, perché fa dascudo al vento solare e a radiazioni noci-ve. Esso è anche responsabile di un feno-

raggi stellari

P4 min

Sole

orbita terre

stre

posizione dellaTerra dopo una

rotazione completa

spostamento dellaTerra durante una sua

rotazione completa

posizione iniziale

della Terra

P'P

N

S

Nucleo esterno

Nucleointerno

Polo nordmagnetico

Polo nordgeografico

Polo sudmagnetico

Polo sudgeografico

line

e d

i forz

a

lin

ee

di

f or z

a

meno luminoso che si può osservare nelcielo ai poli: le aurore polari.

na, la Luna impiega 27 giorni, 7 ore, 43minuti e 12 secondi a compiere un girointorno alla Terra. Questo intervallo ditempo è detto mese sidereo.

– Se come punto di riferimento si considerail Sole, il periodo necessario perché la Lu-na compia una rivoluzione intorno allaTerra è di 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 3secondi. Questo lasso di tempo è detto me-se sinodico; da esso deriva il «mese civile».


1 L’orientamento tramite l’osservazione del cielo

Scegli l’alternativa corretta.Nella zona temperata dell’emisfero boreale il punto di culmina-zione del Sole indica il Nord/Sud.

Nell’emisfero australe il Sole sorge a Ovest.Vero Falso

Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................

Completa.

Per orientarsi di notte nell’emisfero australe si assume come pun-to di riferimento la ......................., una ....................... cheindica sempre il ........................

Nell’emisfero australe, la Stella polaresi assume come riferimento per il Nordsi assume come riferimento per il Sudnon si vedenon si può assumere come riferimento per l’orientamentoperché non indica sempre la stessa direzione

Scegli l’alternativa corretta.Al Polo nord/Polo sud, il Sole non tramonta mai in estate e nonè mai visibile in inverno.

Nei giorni del solstizio d’estate, il Sole di mezzodì è allo Zenit.Vero Falso


2 La misura delle coordinate geografiche

L’ora locale è quella indicata dall’orologio in base al fuso orario.Vero Falso

Per calcolare la longitudine di un luogo è necessario conoscere l’ora locale e l’ora di Greenwichl’ora localel’ora locale e la sua posizione a est o a ovest di Greenwichl’ora di Greenwich e il tempo che il Sole impiega per spostarsida un meridiano al successivo

Completa.

La latitudine di un luogo è uguale all’....................... formato dairaggi della stella di riferimento con il .......................................Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................

Scegli l’alternativa corretta.La città di Firenze ha latitudine/longitudine 11° 15’ E e latitu-dine/longitudine 43° 46’ N.

10

9

D

C

B

A

8

7

6

5

D

C

B

A

4

3

2

1

Qual è la longitudine di una località in cui sono le ore 15:08quando a Greenwich sono le 12 precise?

47° E 45° W48° W 44° E

Qual è la latitudine di una località nell’emisfero boreale in cuil’altezza del Sole a mezzodì è 12° il 21 marzo?

108° S 78° N90° N 12° N

3 Il campo magnetico terrestre

Scegli l’alternativa corretta.Nella bussola, la parte colorata dell’ago magnetico indica ilNord/Sud.

Quale elemento del nucleo terrestre si ritiene crei il campomagnetico terrestre?

Ferro

Nichel

Carbonio

Alluminio

La posizione dei poli magnetici nord e sud subisce degli spo-stamenti nel corso del tempo.

Vero Falso

Il campo magnetico terrestre ha una forma

sferica

ellissoidale

a uovo

a goccia


Scegli l’alternativa corretta.Il campo magnetico terrestre si estende nello spazio perdecine/centinaia/migliaia di kilometri.

Completa

L’aurora polare si verifica quando particelle del vento solare urta-no contro gli ....................... presenti nell’........................

4 La misura del tempo

Il giorno solare ha una durata maggiore rispetto al giorno si-dereo.

Vero Falso


19

18

17

D

C

B

A

16

15

D

C

B

A

14

13

DC

BA

12

DC

BA

11

PER LA VERIFICA


La durata del giorno solare medioè di 23 ore, 56 minuti e 4 secondiaumenta o diminuisce a seconda della posizione che la Terraassume sull’orbita attorno al Solecorrisponde alla durata effettiva della rotazione terrestreè di 24 ore esatte

Ogni 400 anni ci sono 100 anni bisestili.Vero Falso


Scegli l’alternativa corretta.La durata di un anno civile bisestile è minore/uguale/superiorea quella di un anno solare.

L’anno sidereo èil periodo di rotazione della Terrail periodo esatto di rivoluzione della Terra intorno al Soleil tempo che intercorre tra due passaggi successivi del Soleallo Zenit dello stesso Tropicol’insieme dei giorni del calendario

Il tempo impiegato dalla Luna per compiere una rivoluzione at-torno alla Terra definisce

il giorno sidereoil mesel’anno sidereol’anno civileD

C

B

A

24

D

C

B

A

23

22

21

D

C

B

A

20 5 I sistemi di posizionamento satellitari

Completa.

La sigla GPS è l’acronimo di ..............................., e significa................................

Scegli l’alternativa corretta.Il GPS si basa sulle rilevazioni di oltre dieci/venti/trenta satellitiche orbitano attorno alla Terra.

Le apparecchiature GPS consentono di rilevare il posiziona-mento di oggetti in movimento.

Vero Falso


Il sistema GPS è nato originariamente per scopi militari.Vero Falso


Il Sistema di posizionamento in corso di realizzazione da partedell’Unione Europea si chiama

Marconi Leonardo Galileo NewtonD

C

B

A

29

28

27

26

25

.....................................................

.....................................................

significa individuare sul

lo si fa con

..................................................... i ...................................................

.....................................................

Orientarsi

Completa lo schema relativo all’orientamento.30

Impara a imparare


Definisci i seguenti termini.Est

......................................................................................

......................................................................................

Ora locale

......................................................................................

......................................................................................

Campo magnetico terrestre

......................................................................................

......................................................................................

Giorno solare

......................................................................................

......................................................................................

Anno civile

......................................................................................

......................................................................................

Immagina di imbarcarti su un volo in partenza il giorno 3 feb-braio alle ore 17.00 del fuso locale. Aiutandoti con la carta deifusi orari, calcola come devi reimpostare l’orologio ed even-tualmente anche il datario all’arrivo se stai viaggiando:– da New York a Mosca in direzione Est– da Los Angeles a Tokyo in direzione Ovest– da Pechino a Roma in direzione Ovest– da Sidney a Città del Messico in direzione Est(Procedi come se in nessuna località fosse in vigore l’ora legale).

Ricapitola la durata dei periodi sui quali si basa la misura deltempo.

Giorno sidereo ...........................

Giorno solare ...........................

Giorno solare medio ...........................

Mese sidereo ...........................

Mese sinodico ...........................

Anno sidereo ...........................

Anno solare ...........................

Anno civile ...........................

Comprensione del testo.Per la determinazione del tempo e delle longitudini esistono invari Stati degli appositi servizi orari, tra loro collegati in un cen-tro mondiale di raccolta, di studio e di diffusione di segnali orari:il Bureau International de l’Heure, con sede presso l’Osservato-rio astronomico di Parigi. In Italia, oltre ad un «Centro di Cro-

34

33

32

E

D

C

B

A

31 nometria» che funziona regolarmente presso l’Osservatorioastronomico di Milano, è molto importante l’«Istituto Elettro-tecnico Galileo Ferraris» di Torino, dal quale partono tutti i se-gnali orari trasmessi dalla Radio e dalla Televisione.

Oltre a disporre dei più precisi orologi tradizionali (pratica-mente basati sul funzionamento del pendolo), questi istituti pos-siedono e mettono a punto i moderni orologi radioelettrici e gli o-rologi atomici. I primi sono costituiti da un corpo vibrante, che puòessere un diapason o un cristallo di quarzo fatto vibrare in un cam-po elettrico alternato; i secondi sono basati sulle vibrazioni regola-rissime degli atomi o della molecola di particolari sostanze (per e-sempio, l’ammoniaca, il cesio, il tallio ecc.). Entrambi consentonodi apprezzare anche il millesimo di secondo. Gli orologi atomicisono addirittura più precisi del movimento di rotazione della Ter-ra, del quale riescono a misurare anche le più piccole variazioni.

Fra queste, però, bisogna distinguere le variazioni saltuarie oirregolari – legate a modificazioni nella struttura del nostro pia-neta, a cambiamenti stagionali nell’atmosfera terrestre e forseanche a violente eruzioni solari – dalla variazione lenta e conti-nua che è dovuta all’«attrito delle maree»; quest’ultima è piùdifficile da misurare perché di entità estremamente modesta (cir-ca due millisecondi per secolo) e mascherata da quelle irregolari,molto più sensibili (fino a 2 millisecondi al giorno). Per dimo-strare l’esistenza del graduale rallentamento della rotazione ter-restre prodotto dalle maree, e per determinare il conseguente al-lungamento costante della durata del giorno, gli orologi atomicinon sono stati sufficienti, perché inventati soltanto da pochissi-mi decenni. Gli indizi più convincenti derivano, secondo varistudiosi, da alcuni fossili di organismi vissuti in un passato mol-to lontano. È stato osservato che certi coralli appartenenti al De-voniano (fra 345 e 400 milioni di anni fa) presentano nella strut-tura del guscio, fatto di carbonato di calcio, delle strisce o «sot-toanelli» di crescita giornaliera in numero di 400, compresi inanelli maggiori di crescita annua. Coralli che vivono anche oggialla stessa maniera, pur non appartenendo alla stessa famiglia,presentano invece 360-365 di simili strisce: ciò starebbe a signifi-care che nel lontano Devoniano l’anno era composto di circa 400giorni, perché a quel tempo i giorni duravano meno di quelli at-tuali.

Ora rispondi alle domande.A. Che funzione svolge il Bureau International de l’Heure?B. Su cosa si basa la tecnologia degli orologi atomici?C. Quali tipi di variazioni può subire il movimento di rotazione

terrestre?D. Quale variazione è attribuita alle maree?E. Quali prove esistono di questo fenomeno?

Quesito in ingleseWhich of these is the time taken by the Earth to orbitthe Sun once with respect to the fixed stars?

A sidereal yearA solar (or tropical) yearA civil yearA sidereal dayD

C

B

A

35

PER LA VERIFICA

L’orientamento e la misura del...

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