Lihtne füüsika by Apollo Raamatud

LIHTNE TOEKS KOOLIFÜÜSIKALE

KVANTENERGIA

VARJATUD UNIVERSUM

KUIDAS RASKUSJÕUD TOIMIB

AINE JA ANTIAINE

AATOMIPURUSTI SISEMUS

AJARÄNNAKU JUHEND ALGAJATELE

Sisukord

IGAPÄEVANE FÜÜSIKA

Jõud, mis tekitas tähed ja hoiab meie jalad maas 14 Heli jõud

Kõik alates kõuemürinast kuni sosinani on helivõngete jada

18 Energia jäävus

Energiat ei saa luua ega hävitada, kuid mida see tähendab?

Intensiivne kiirendus autodel, sõjalennukitel, rakettidel ja Ameerika mägedel 20 Magnetjõud

Kuidas see nähtamatu jõud asju magnetiseerib?

36 Ajarännaku juhend algajatele

Miks teaduse seisukohast pole ajas rändamine võimatu

44 Newtoni liikumise seadused

Kolm lihtsat seadust, mis selgitavad jõudude mõju maailmas

45 Üldrelatiivsusteooria

Einsteini teooria universumist

46 Mis on stringiteooria?

See kummaline idee võib selgitada, kuidas kogu universum toimib

48 Aine ja antiaine

Kosmosest banaanideni: kõik, mida soovid teada antiaine saladustest

Nende kahe ringliikumisjõu vahel on peadpööritav erinevus

Valguskiirte paindumine kutsub esile imelisi nähtusi 28

Takistus, induktiivsus ja mahtuvus

32 Reketilöögi teadus

Miks tennisemängu on niivõrd raske täiuslikult valdama õppida

54 Hawkingi teooriate testimine

Millised Stephen Hawkingi ideed osutusid õigeks?

58 Tuumaenergia

Tänapäeva tuumaelektrijaamad ja tuumasünteesi tulevik

64 Väikeste asjade teadus

Kuidas on mikroskoobid meile avanud ümbritseva tillukese maailma?

70 Miks ülijuhid niivõrd tõhusalt töötavad

Jahutame neid elemente ja materjale, et tuua välja nende uskumatud ülivõimed

72 Aatomipurusti sisemuses

See osakeste kiirendi lahendab universumi saladusi

80 Kvantenergia

Arvutustehnoloogia tulevik ja selle mõju maailmale

Äärmuslikud temperatuurid

Miks hakkavad materjalid väljaspool tavapärast temperatuurivahemikku kummaliselt käituma

92 Tappev kiirgus

Hambaröntgenist tuumareaktoriteni: kõik, mida on vaja teada ioniseerivast kiirgusest, selle kasutamisvõimalustest ja ohtudest

100 Varjatud universum

Tumeaine ja tumeenergia moodustavad enamiku universumist, kuid me ei näe seda. Mida see salapärane värk endast kujutab?

104 Aatomite jõud

Aatomid on ehitusklotsid, millest on loodud kõik alates Milose Venusest kuni planeet Veenuseni

112 Universumi seadused

Saage tuttavaks: imeliselt universaalne füüsika, millel põhineb kosmose minevik, olevik ja tulevik

118

Miks Maa pöörleb?

Saad teada, miks meie planeet ja paljud teised taevakehad pöörlevalt liiguvad

120 Valguse kiiruse saladused

Kas me suudame kunagi universumi maksimaalse piirkiiruse ületada?

126

Galaktika massi mõõtmine

Kuidas leida galaktikate massi universumis

Alusteadmised elektrist

Takistus, induktiivsus ja mahtuvus

Elektroonikaahelad kuuluvad lahutamatult peaaegu kõikide tänapäeva tehnikaseadmete juurde. Esimestena tulevad kohe meelde televiisor, raadio, kõrvaklapid ja arvutid, kuid elektroonikat kasutatakse ka sõidukites, köögi- ja meditsiiniseadmetes ning tööstuslikes juhtseadmetes.

Nende seadmete südames on aktiivsed komponendid või süsteemi osad, mis juhivad elektrooniliselt elektronide voolu, näiteks pooljuhid. Kuid need seadmed ei saaks töötada ilma tunduvalt lihtsamate passiivsete komponentideta, mis nägid ilmavalgust pooljuhtidest aastakümneid varem. Erinevalt aktiivsetest komponentidest ei suuda passiivsed komponendid, näiteks takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid, elektronide voolu elektrooniliste signaalidega juhtida.

IGAPÄEVANE FÜÜSIKA

Takisteid kasutatakse elektriahelates voolutugevuse vähendamiseks

Takistus

Nagu nimigi viitab, on takisti elektrooniline komponent, mis takistab elektrivoolu elektriahelas. Metallides, näiteks hõbedas või vases, millel on hea elektrijuhtivus ja seetõttu madal eritakistus, saavad elektronid üsna takistamatult ühelt aatomilt teisele liikuda.

Elektriahela komponendi elektritakistus on määratluse kohaselt rakenduva pinge ja ahelat läbiva elektrivoolu suhe. Takistuse standardühik on oom, mis on saanud nime Saksa füüsiku Georg Simon Ohmi järgi. Üks oom on takistus ahelas, kus voolutugevus on üks amper ja pinge üks volt. Takistuse arvutamiseks saab kasutada Ohmi seadust, mis ütleb, et takistus võrdub pinge ja voolutugevuse jagatisega.

Takistid jaotatakse reeglina kahte klassi: püsi- ja muuttakistid. Püsitakistid on lihtsad passiivsed komponendid, millel on alati sama takistus kindlaks määratud voolutugevuse ja pinge piires. Need on saadaval laias takistuse väärtuste vahemikus, alates vähem kui ühest oomist kuni mitme miljoni oomini. Muuttakistid on lihtsad elektromehaanilised seadmed, näiteks helitugevuse regulaatorid ja hämarduslülitid, mis muudavad takisti efektiivset pikkust või efektiivset temperatuuri nupu pööramisel või liuglüliti liigutamisel.

„Elektronid saavad vabalt ümber paikneda.”

Elektrivool

Vooluahelas kannavad

elektrivoolu edasi laetud elektronid, mis liiguvad läbi juhtiva materjali.

Takistus

Mida pikem ja peenem on vask, seda aeglasemalt liiguvad elektronid läbi takisti, vähendades vooluahela toiteks vajalikku pinget.

Traat

Mõnede takistite sees on palju vasktraatmähise keerde, mida mööda saavad elektronid liikuda.

Teisendamine

Takistid teisendavad elektripinge muudeks energia vormideks, näiteks soojusenergiaks.

Kuidas takistid elektriahelas elektronide voolu aeglustavad

Saksa professor Georg Simon Ohm avastas seose takistuse ja elektrivoolu vahel

Mahtuvus

Mahtuvus on seadme suutlikkus elektrilaengut salvestada; laengut salvestavat komponenti nimetatakse kondensaatoriks. Neist kõige lihtsamad koosnevad kahest lamedast juhtivast plaadist, mida eraldab väike vahe. Potentsiaalide erinevus ehk pinge plaatide vahel on proportsionaalne laengu suuruste erinevusega plaatidel. Mahtuvus on elektrilaengu suurus, mida saab salvestada pingeühiku kohta. Mahtuvuse mõõtühik on farad (F), mis on saanud nime füüsik Michael Faraday järgi, ning määratluse kohaselt on see suutlikkus salvestada ühe kuloni suurune laeng ühe voldi tugevusel pingel. Üks kulon (C) on laengu suurus, mis edastatakse ühe ampri suuruse voolutugevusega ühes sekundis.

Maksimaalse tõhususe tagamiseks laotakse kondensaatoriplaadid kihtidesse või nende ümber keritakse mähised väga väikese õhuvahega. Õhuvahes kasutatakse sageli isoleerivaid dielektrilisi materjale, mis blokeerivad osaliselt plaatidevahelise elektrivälja. See võimaldab plaatidel salvestada suuremaid laenguid ilma kaarlahenduse ja lühise tekkimiseta.

Kondensaatoreid võib tihti leida aktiivsetes elektroonikaahelates, kus kasutatakse võnkuvaid elektrilisi signaale, näiteks raadiotes ja heliseadmetes. Need võimaldavad peaaegu hetkelist laadimist ja tühjendamist, mistõttu neid saab kasutada ahelates teatud sageduste tekitamiseks

või filtreerimiseks. Võnkuva signaaliga saab laadida ühe kondensaatoriplaadi, samal ajal kui teine plaat tühjeneb, ning kui seejärel voolu suunda muudetakse, laetakse teine plaat, samal ajal kui esimene tühjeneb.

Tavaliselt saab kondensaatoritest läbi suunata kõrgemaid sagedusi, madalamad sagedused aga blokeeritakse. Kondensaatori suurus määrab piirsageduse, millest alates signaalid blokeeritakse või lastakse läbi. Kondensaatorite kombinatsioone saab kasutada kindlaks määratud vahemiku sageduste filtreerimiseks. Nanotehnoloogia abil toodetakse tugevamaid superkondensaatoreid üliõhukeste materjalikihtidega (näiteks grafeeniga), mille saavutatud mahtuvus on sama suurusega tavaliste kondensaatoritega võrreldes kümme kuni sada korda suurem. Kuid neil on tavalistest dielektrilistest kondensaatoritest tunduvalt aeglasem reaktsioonikiirus ja seetõttu ei saa neid aktiivsetes ahelates kasutada.

Kondensaatori ehitus

Kuidas see seade väikest energiavaru hoiab?

Dielektriline materjal

Dielektriline materjal, mis on sageli keraamiline, takistab elektronide liikumist anood- ja katoodplaatide vahel.

Anood

Anoodplaadile salvestatakse positiivse laenguga elektronid.

Vool

Ahelas kondensaatori pingestamisel tekib kondensaatoris elektriväli ja elektronid koonduvad ühele kahest plaadist.

Katood

Katoodplaadile salvestatakse negatiivse laenguga elektronid.

Salvestamine

Kui mõlemad plaadid on elektronidega „täidetud”, on kondensaator täielikult laetud ja väli hoiab elektrone paigal.

Joonis Leydeni purgist, elektrilaengu salvestamise aparaadist, mis leiutati 1745. aastal

Leydeni purk

Kõige vanem kondensaatori näide on Leydeni purk. See seade leiutati staatilise elektrilaengu salvestamiseks juhtivasse materjali, millega olid kaetud klaaspurgi sise- ja välisküljed. Purgi leiutasid teineteisest sõltumatult Ewald von Kleist ja Pieter van Musschenbroek, kes töötasid selle kallal 1740. aastate alguses. Musschenbroek oli Hollandi Leideni ülikooli õppejõud ja seepärast nimetas ta seadme Leydeni purgiks. Klaaspurgis oli kaks fooliumlehte, mis toimisid elektrijuhtidena – üks purgi välis- ja teine siseküljel. Raudlati külge kinnitatud metallkett ulatus läbi puidust kaane ja selle otsas oli kuul. Kui juhtelementidesse suunati laeng, jäid elektronid ajutiselt lõksu ja salvestati.

LIHTNE

Need seadmed salvestavad laenguid

Induktiivsus

Induktiivpool on elektrooniline komponent, mis koosneb traatmähisest; seda läbiv elektrivool tekitab magnetvälja. Induktiivsuse mõõtühik on henri (H), mis on saanud nime Ameerika füüsiku

Joseph Henry järgi, kes avastas induktiivsuse iseseisvalt umbes samal ajal Inglise füüsik Michael Faradayga. Üks henri on induktiivsuse hulk, mis on vajalik ühe voldi suuruse elektromotoorjõu (energiaallikast tuleneva elektrilise rõhu) tekitamiseks voolutugevuse muutumisel ühe ampri võrra sekundis.

Aktiivahelates on induktiivpoolide puhul oluline nende võime blokeerida kõrge sagedusega signaale ja samal ajal madalama sagedusega võnked läbi lasta. See on kondensaatoritega võrreldes vastupidine toime. Nende kahe komponendi kombineerimine ahelas võimaldab filtreerida või tekitada valikuliselt peaaegu iga soovitud sagedusega võnkeid. Pärast integraallülituste (näiteks mikrokiipide) turule tulekut on

induktiivpoole hakatud vähem kasutama, sest kolmemõõtmelisi poole on kahemõõtmelistes trükiahelates äärmiselt keeruline toota. Seepärast mikroahelates induktiivpoolid puuduvad ja nende asemel kasutatakse sisuliselt samade tulemuste saavutamiseks kondensaatoreid.

Induktiivpooli sisemus

Kuidas magnetväli võib ahelat toetada

1 Traat

Elektrivool juhitakse läbi vasktraadi ning selle ümber tekib magnetväli või -voog.

2 Magnetvälja suund

Magnetväli järgib elektrivoolu suunda. Kui vool suunda muudab, teeb seda ka magnetväli.

Põrutav avastus

Ameerika kirjanikku, teadlast ja diplomaati on sageli nimetatud elektri avastajaks tänu tuulelohe lennutamisele äikese ajal. Selles kuulsas katses kinnitas ta traadi (mida võib pidada piksevarda eelkäijaks) tuulelohe tippu, lohe külge oli aga seotud kanepist nöör, mille vihm pidi läbi leotama, ning siidnöör, millest Franklin kinni hoidis. Erinevalt levinud valearvamusest välk küll lohet otse ei tabanud, kuid katse käigus tekkis säde, mille mõju Franklin tundis, ning kanepist nööri kiud kerkisid turri nagu karvad sinu käsivarrel, kui sa õhupalli selle vastu hõõrud.

Franklin tõestas, et välk on seotud elektriga, kuid ta polnud sugugi esimene. Tuhandeid aastaid varem tegid vanad kreeklased staatilise elektriga katseid, milles kasutati karusnahka ja merevaiku. Ning umbes 2000 aastat tagasi püüti Iraagis valgust tekitada vaskplaatide ja raudlattide abil purkides, mida nimetatakse tänapäeval Bagdadi patareideks.

Benjamin Franklin 1752. aastal äikese ajal lohet lennutamas

„Need blokeerivad kõrge sagedusega signaale ja lasevad samal ajal madalama sagedusega võnked läbi.”

3 Voolukatkestus

Kui vool välja lülitatakse, jätkub toitevarustus magnetväljas salvestunud energiast, kuid ainult lühiajaliselt.

4 Võimsuse kasv

Mida suurem on mähist läbiv vooluhulk, seda suurem on ka tekkiv magnetväli.

5 Südamik Tavaliselt mähitakse vasktraadid ümber mittejuhtiva, näiteks plastist materjali.

Mähised tekitavad magnetvälja

Newtoni liikumise seadused

Kolm lihtsat seadust, mis selgitavad jõudude mõju maailmas

Taust

Isaac Newtoni kuulsad liikumise seadused selgitavad, mis juhtub objektidega jõudude mõjul.

Jõud on tõuge või tõmme, näiteks raskusjõud, hõõrdejõud või magnetism. Neid ei saa otse näha, kuid nende mõju on võimalik mõõta; need võivad muuta objekti kiirust, kuju või liikumissuunda ning tänu neile on olemas rõhk ja mass. Newtoni kolm seadust kirjeldavad, mis toimub, kui jõud on tasakaalus või tasakaalust väljas, ning selgitavad võrdsete ja vastandlike jõudude ideed.

Lühidalt

Newtoni esimene seadus selgitab, mis toimub, kui objektile mõjuvad jõud on tasakaalus. Kui objekt ei liigu, ei hakka see ka liikuma. Ja kui objekt liigub, siis see ei peatu. Seda nähtust nimetatakse inertsiks. Newtoni teine seadus kirjeldab, mis toimub, kui objektile mõjuvad jõud pole tasakaalus. Kui ühes suunas rakendub tugevam jõud, siis objekti liikumine kiireneb. Mida rohkem on jõud tasakaalust väljas, seda suurem on kiirendus. Mida suurem on objekti mass, seda rohkem jõudu on tarvis, et seda liikuma panna. Newtoni kolmas seadus ütleb, et iga jõu korral on olemas sellega võrdne vastassuunaline jõud. Jõud esinevad paaridena; kui üks objekt avaldab teisele jõudu, avaldab too esimesele objektile vastu sama suurt jõudu. Lihtne näide on püssi tagasilöök; kui kuul väljapoole lendab, põrkub püss tagasi.

Newtoni seadused ilmusid esmakordselt 1687. aastal tema meistriteoses „Principia” ja ta töötas need välja, et selgitada, miks planeetide orbiidid pole ringi-, vaid ellipsikujulised.

Kokkuvõte

Teine seadus

Kui mootorid käivituvad, on tõukejõud raskusjõust suurem. Jõud pole tasakaalus ja rakett kiirendab.

Newtoni seaduste toimimine

Liikumise seadustel põhineb igasugune liikumine meie ümber.

Esimene seadus

Paigalseis

Paigal seisvale raketile mõjuvad jõud on tasakaalus. Allapoole tõmbav raskusjõud on võrdne maapinna üles suunatud tõukejõuga.

Normaalne jõud

Maa avaldab raketile ülespoole suunatud jõudu.

Õhutakistus

Kui rakett läbi õhu liigub, mõjub raketile hõõrdejõud.

Newtoni esimene seadus selgitab, mis toimub, kui jõud on tasakaalus. Tema teine seadus kirjeldab, mis toimub, kui need ei ole tasakaalus. Kolmas seadus kirjeldab jõudude toimet võrdsete ja vastassuunaliste paaridena.

Jõu rakendumine

Mootori heitgaaside surve tekitab jõu raketi all.

Raskusjõud

Raskusjõud tõmbab massiga objekte teineteise poole.

Seaduste autor

Kolmas seadus

Jõuga, mis heitgaasi raketist välja surub, kaasneb sama tugev vastassuunaline jõud – tõukejõud.

Matemaatik, füüsik ja astronoom Isaac Newton sündis 1642. aasta esimesel jõulupühal (vana Juliuse kalendri järgi). Ta kirjeldas universumi toimimist koos matemaatiliste selgituste ja võrranditega raamatus „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (mis on laiemalt tuntud pealkirjaga „PRINCIPIA”). Ta selgitas raskusjõu mõistet ja tõestas, et kõike universumis toimuvat juhivad samad füüsikaseadused. Lisaks uuris ta ka värviteooriat, optikat ja matemaatilist analüüsi ning tema ideed on rohkem kui 300 aastat hiljem endiselt kasutusel.

Ta oli üks kõigi aegade suurimaid teadlasi, kuid sellega tema saavutused ei piirdunud. Ta ehitas esimese praktilise peegelteleskoobi ja oli parlamendi liige. Peale selle sai temast Briti kuningliku rahapaja ülem, kes vastutas kogu Suurbritannia raha valmistamise eest alates 1699. aastast tema surmani 1727. aastal.

SUUR TEOORIA

Üldrelatiivsusteooria

Einsteini teooria universumist

Taust

1905. aastal avaldas Albert Einstein erirelatiivsusteooria, milles selgitas, et valguse kiirus vaakumis on muutumatu ja samamoodi on seda füüsikaseadused ajal, mil ei toimu kiirendust. Ta tõestas, et kõik on kõige muu suhtes liikumises, kuid see kehtis ainult kindlatel juhtudel; see ei kehtinud vaatlejate jaoks, kelle kiirus parajasti kiirenes või aeglustus. Einstein otsustas oma teooriat veelgi laiendada, et hõlmata universumi kõiki aspekte ning nii sündiski üldrelatiivsusteooria.

Lühidalt

Isaac Newtoni esimese liikumise seaduse kohaselt ei kiirene objektide liikumine, kui mõne väline jõud neile mõju ei avalda. Kuid Einstein mõistis, et vaba langemise korral tunned sa kaalutust, mistõttu ei taju sa jõudu vaatamata asjaolule, et sinu liikumine maapinna suunas kiireneb. Ta järeldas, et see, mida me gravitatsioonina tunneme, peab olema aegruumi enda suure massiga objektide mõjul kaardumise tulemus. Kõik objektid, mis läbi selle kaardunud aegruumi liiguvad, järgivad võimalikult lühikest trajektoori, milleks on kõverjoon. See aitas tõestada, et Maa orbiidi ei määra raskusjõud, mis seda Päikese poole tõmbab, nagu varem oli arvatud, vaid hoopis aegruumi kõverdumine, mis surub planeedi lühimale võimalikule trajektoorile ümber kodutähe.

Kokkuvõte

Painduv aegruum

Liikumine ja valguse teekond kosmoses

Planeedi orbiit

Kosmoses liiguvad taevakehad mööda

Kõver aegruum

Aegruumi võib piltlikult võrrelda lameda lehega, mis Päikese-sarnaste massiivsete objektide mõjul paindub, nagu batuut keeglikuuli raskuse all.

Tähe asukoht

Suure massiga objektide raskusjõud painutab ka valgust, mille tulemusena tähtede näiv asukoht muutub, kui neid Maalt vaadata.

kõige sirgemat võimalikku trajektoori, mis aegruumis on kõverjoon ümber suure massiga objekti.

Kuidas üldrelatiivsus maailma muutis

Mustad augud

Äärmiselt suure massiga objektid painutavad aegruumi sedavõrd, et nende mõju alt ei pääse miski, isegi mitte valgus.

Albert Einstein

18791955

Üldrelatiivsusteooria tõestab, et gravitatsiooni põhjustab aegruumi kõverdumine ja see ei tõmba objekte, vaid suunab neid lühimale võimalikule trajektoorile.

• Einstein oli lahendanud gravitatsiooni tekkepõhjuse saladuse – seda tekitab aegruumi kõverdumine.

• Avastati, et äärmiselt suure tihedusega objektide ümber on aegruumi kõverdumine lõpmatu, tekitades aegruumi struktuuris augu, mida nimetatakse mustaks auguks.

• Üldrelatiivsuse abil tõestas Einstein, et gravitatsioon painutab valguse trajektoori ja jätab Maalt vaadates tähtede taevas paiknemise asukohast eksliku mulje.

• Üldrelatiivsuse võrrandid aitasid tõestada, et universum laieneb, mis viis Suure Paugu teooria väljakujunemiseni.

Einstein pidas üldrelatiivsusteooriat oma teadusliku tegevuse kulminatsiooniks. Pärast selle avaldamist 1915. aastal sai ta peaaegu üleöö maailmakuulsaks ja 1921. aastal tunnustati teda Nobeli füüsikapreemiaga. Eluajal avaldas ta üle 300 teadusliku töö, mis muutsid kogu maailma arusaama ruumist, ajast ja mateeriast.

Miks Maa pöörleb?

Saad teada, miks meie planeet pöörlevalt liigub

Maa pöörlemise loo juured ulatuvad päikesesüsteemi tekkimise aega. Alguses, umbes 4,7 miljardit aastat tagasi, oli päikesesüsteem suur keerlev tolmu- ja gaasipilv. Aja jooksul moodustusid järk-järgult tähed ja planeedid, mille kujunemist mõjutas gravitatsioon. Sissepoole tõmbav liikumine suurendas erinevate taevakehade impulsimomenti ning pani need kiiremini pöörlema.

Kujuta ette iluuisutajat, kes teeb piruetti, käed välja sirutatud. Pöörlemise ajal tõmbab ta käed keha lähedale. See suurendab impulsimomenti, kiirendades pöörlemist.

Sama toimus ka siis, kui Maa tekkis. Kui tolm ja gaas üheks tahkeks massiks kokku suruti, koondus taevakeha kogumass kitsamasse piirkonda ning selle tulemusena hakkas planeet üha kiiremini pöörlema.

Inertsiseaduse kohaselt seisab keha paigal või liigub ühtlase kiirusega seni, kuni sellele ei mõju teine keha/jõud. Arvestades, et Maa pöörleb kosmoses, mis kujutab endast vaakumit, ei saa miski Maad oluliselt aeglustada ning seepärast jätkabki planeet pöörlemist. Huvitav on teada, et algfaasis pärast tekkimist pöörles maakera kuni viis korda praegusest kiiremini – seega on Maa siiski aeglasemaks jäänud.

Selles on süüdi Kuu. Maa enda kaaslane on planeedi pöörlemist aeglustanud nähtuse tõttu, mida nimetatakse loodeliseks lukustuseks. Praegu on Kuu loodeliselt Maaga lukustatud – see tähendab, et meie poole on suunatud alati sama külg, kuid alati pole see nii olnud. Alguses, kui Kuu Maa ümber orbiidil tiirlema hakkas, pöörles see samuti. Loodelise lukustuse mõistmiseks kujuta ette, et sa sikutad koos sõbraga köit, kuid pöörled samal ajal ringi ümber köie keskel asuva punkti. Mida tugevamini sa tõmbad, seda aeglasemalt suudad pöörelda. Lõpuks jääd sa paigale ja lihtsalt tõmbad, suutmata külgsuunas liikuda, sest sinu tõmbejõud on liiga suur; just see toimuski Maa ja Kuu vahel. Kui Kuu ümber Maa tiirleb, avaldab ta planeedile tõmbejõudu ning see põhjustab tõusu ja mõõna. Maa on tunduvalt suurem ja jätkab seetõttu vabalt pöörlemist, Kuu pöörlemine aga vastab nüüd ajale, mille jooksul ta teeb ühe täistiiru. Ent kuigi Kuu on väike, avaldab ta Maale jätkuvat mõju ning kunagi miljonite aastate pärast võib Maa ööpäev olla pikenenud 26 tunnini.

TAEVAEKVAATOR

Inerts

Inertsiseaduse kohaselt liigub keha jätkuvalt seni, kuni sellele ei mõju muu jõud, ning seetõttu pole Maa pöörlemast lakanud. Ekliptika Maa tiirleb ümber Päikese kindlal tasapinnal ning ei pöörle selle tasapinna suhtes ristloodis.

Poolused

Poolustel on pöörlemise mõju väike või puudub üldse ning seetõttu on seal päevavalguse ja pimeduse aeg vastavalt suvel ja talvel pikem.

TAEVA LÕUNAPOOLUS

UNIVERSUM

Päike 25,4 päeva

Merkuur 58,6 päeva

Telg

Maa pöörleb ümber telje, mis on umbes 23,5° kaldu vertikaaljoone suhtes, mis läbib planeeti tiirlemistasandi suhtes ristloodis.

Nurk

Maa pöörlemisnurk pole alati sama olnud; mõned uuringud viitavad, et see muutub kuni 1° ligikaudu iga miljoni aasta jooksul.

Aastaajad

Maa kalle Päikese suhtes määrab aastaaja mõlemal poolkeral; kalle Päikese poole või sellest eemale põhjustab vastavalt sooja või külma aastaaja.

Pöörlemine

Taevakeha pöörlemiskiiruse määrab selle tekkimise kiirus (st kiirem teke tähendab suurema nurgamomendi jäädvustamist). Meteoriiditabamused ja looduslike kaaslaste gravitatsiooniline mõju võivad lõpuks taevakeha (planeedi või tähe) liikumist aeglustada. Meie Päikesesüsteemis määrab lisaks kaugus Päikesest, kui kiiresti planeet pöörleb – mida lähemalt asub planeet Päikesele, seda aeglasem on selle pöörlemiskiirus ja vastupidi.

Seda nähtust nimetatakse loodeliseks lukustuseks ja seda võib näha kuude puhul, mis on loodeliselt lukustatud oma emaplaneetidega. Alguses nad pöörlevad, seejärel aga pöörlemine aeglustub ja lõpuks on nad gravitatsiooniliselt lukustatud, nii et emaplaneedi poole jääb alati üks ja sama külg, nagu ka meie Kuu korral.

Universumi kõige kiiremini pöörlevad objektid on pulsarid. Need on neutrontähed, mis jäävad järele, kui hiiglaslik täht supernoovaks muutub. Pulsaritel on tohutu mass koondunud väga väikesesse ruumi, vahel läbimõõduga ainult mõnikümmend kilomeetrit. Seepärast on neil väga suur nurgamoment; mõned neist pöörlevad kiirusega kuni 1000 pööret sekundis.

Sellel pildil on kujutatud Maa pöörlemist võrreldes ülejäänud Päikesesüsteemiga

Ekvaator

Maa ekvaator on telje suhtes ristloodis. See on meie planeedi osa, mille pöörlemiskiirus on kõige suurem.