Earth's Rotation

 

Our solar system is made up of one star (the Sun), planets, moons, comets, asteroids, and other celestial bodies. The Sun is the center of our solar system. Eight planets, including Earth, orbit around the Sun. These planets are mainly composed of either gases or rock and metal. In order from nearest to farthest from the Sun, the planets of our solar system are Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune.

Earth is only one of eight planets and many celestial bodies that orbit the Sun.

The ecliptic is the plane of the Earth’orbit around the Sun. Earth orbits, or revolves around, the Sun approximately once every 365.25 days. This number is the basis of our normal 365-day year and our 366-day leap year. The light from the Sun is so bright that it prevents other stars from being seen during the day. Because Earth moves around the Sun, different stars and constellations are visible during different times of the year. For example, in the Northern Hemisphere in the summer, the constellation Sagittarius is easy to see; in the winter, Canis Major is easy to spot.

Different constellations are visible in the Northern Hemisphere and the Southern Hemisphere. Different constellations are also visible during different times of the year, depending on where Earth is in its revolution around the Sun.

As Earth orbits the Sun, it also spins, or rotates, counterclockwise around an axis through its North Pole and South Pole that is tilted about 23.5 degrees with respect to line perpendicular to the ecliptic. Earth makes one complete spin around its axis approximately every 24 hours, which is the basis for the day-night cycle. As Earth rotates, the Sun appears to rise and set. This causes day and night as each part of Earth rotates into and out of the sunlight. Sunrise is the exact moment the leading edge of the Sun peeks over the horizon; sunset is the exact moment when the trailing edge of the Sun falls below the horizon.

Because Earth rotates in counterclockwise fashion, the Sun appears to rise in the east and set in the west.

At all times, half of Earth faces toward the Sun and half faces away from the Sun. It is daytime for the half that faces toward the Sun and nighttime for the half facing away from the Sun. At noon, it is daytime in New Orleans, so 12 hours later (at midnight) it is night in New Orleans. It would seem that there should always be 12 hours of daylight and 12 hours of darkness, but that is only the case for locations on or near the equator. Due to the tilt of Earth’axis and the revolution of Earth around the Sun, areas closer to the poles experience extreme differences in hours of sunlight and darkness. During summer, the North Pole tilts toward the Sun, so days are very long and nights are very short. The opposite occurs during winter. That might seem to indicate that summers at the North Pole should be very warm, because the North Pole gets so much sunlight. However, all sunlight at the poles is indirect light, so polar areas are not heated very much even with many hours of indirect sunlight.

Earth has one natural satellite, the Moon. The Moon makes one complete loop approximately once every 27 1/days. The Moon rotates on its axis at the same rate. We therefore say that the rotation of the Moon is synchronous; as result of its synchronous rotation, we always see the same side of the Moon from Earth.

Because of the timing of the Moon’rotation, we always see the same side of the Moon from Earth; people call the side we cannot see “the dark side of the Moon.”

The Moon is illuminated by the Sun. Moon phases are determined by the illuminated portion of the Moon visible from Earth. These phases are cyclical and are the result of the relative positions of the Moon, Earth, and the Sun. The Sun always illuminates half of the Moon’surface, and the portion of the lit side visible from Earth varies between all and none of the illuminated surface. Visibility of 100is called full moon, and 0visibility is referred to as new moon. new moon occurs when the Moon is between Earth and the Sun. The phases are new moon, waxing crescent, first quarter, waxing gibbous, full, waning gibbous, third quarter, waning crescent, and back to new moon. Lunar eclipses occur at full moon, when Earth is directly between the Sun and the Moon, blocking the light of the Sun and creating shadow on the Moon from our vantage point. Solar eclipses occur when the Moon is directly between Earth and the Sun, blocking our view of the Sun from Earth. The Moon’orbit is tilted by about degrees compared to the ecliptic. As result, solar eclipses don’occur on every new moon, nor do lunar eclipses occur on every full moon.

The phase of the Moon that people on Earth see depends upon the relative positions of Earth, the Moon, and the Sun. The pattern repeats itself.

Contrary to popular belief, the Moon does not orbit Earth. The two bodies waltz around common point called the barycenter. It is located about 1,054 miles below Earth’surface in straight line between the centers of the two bodies. Tides are caused by the decreasing gravitational pull of the Moon across Earth competing with the outward (centrifugal) force on Earth away from the Moon due to its motion about the barycenter. Earth always has two high tides. The one between the Moon and Earth is created by the dominance of the Moon’gravity over the outward centrifugal force there, while the one on the other side of Earth from the Moon is created by the outward force from the Earth-Moon waltz dominating over the Moon’gravitational attraction there. Most places have two tide cycles per day, creating two high tides and two low tides per day. Tidal patterns for different bodies of water differ because the surface of Earth (topography) is not the same around the world.

Tides on Earth are influenced by the Moon.

Shadows are caused by opaque objects that block out light source. The changing position of the Sun causes changing shadows during different times of day. The Sun’angle and height in the sky determine the length and direction of each shadow. The lower the angle of the Sun above the horizon, the longer the shadow will be. In the early morning, when the Sun appears to rise in the east, it casts long shadows to the west. At noon, when the Sun is directly overhead, shadows are very short. In the late afternoon or early evening, when the Sun appears to be setting in the west, it casts long shadows to the east.

The length of shadow and the direction it points lets you know what time of day it is. Notice how the positions of numbers on sundial are different from the positions of numbers on regular clock.

Relative positions of the Sun, the Moon, the stars, and Earth; rotations of Earth and the Moon; and Earth’tilt (or angle) all contribute to the cyclical patterns of days, months, and years. All these factors are responsible for many different effects on Earth.

The Sun, the Moon, and Earth together cause many of the patterns that occur on Earth, such as day and night, seasons, tides, and many others.