Планета здійснює повний оберт навколо своєї осі за зоряну добу тривалістю 23 години 56 хвилин 4 секунди. На екваторі лінійна швидкість цього руху сягає 1674 км/год, або 465,1 м/с. Це значення отримане з екваторіального радіуса 6378,137 км за стандартом WGS84 і точного періоду обертання.

Кутова швидкість залишається однаковою для всіх точок поверхні й становить 7,292115 × 10⁻⁵ радіан за секунду. Лінійна ж швидкість змінюється залежно від відстані до осі обертання, тобто від географічної широти. Саме тому на полюсах вона дорівнює нулю, а на широті Києва становить близько 1067 км/год.

Ці параметри визначають не лише тривалість доби, а й умови запуску ракет, роботу систем глобального позиціонування та навіть незначні коливання тривалості дня, які фіксують сучасні атомні годинники.

Кутова та лінійна швидкість: дві сторони одного руху

Кутова швидкість описує, на який кут повертається Земля за одиницю часу. Вона дорівнює 2π, поділеному на тривалість зоряної доби. У градусах це приблизно 15,041° за годину. Такий показник однаковий для будь-якої широти, бо вся планета обертається як єдине тверде тіло.

Лінійна (тангенціальна) швидкість показує, яку відстань проходить точка поверхні за годину. Її обчислюють за формулою v = ω × R × cos(φ), де ω — кутова швидкість, R — екваторіальний радіус, φ — широта. На екваторі cos(0°) = 1, тому швидкість максимальна. Зі збільшенням широти радіус паралелі зменшується, і швидкість падає пропорційно косинусу.

На екваторі точка поверхні Землі рухається зі швидкістю 1674 км/год — швидше за більшість пасажирських реактивних літаків.

Важливо розрізняти сонячну та зоряну добу. Сонячна доба триває рівно 24 години й вимірює час між двома послідовними полуднями. Зоряна доба коротша приблизно на 4 хвилини, бо за цей час Земля ще й зміщується по орбіті навколо Сонця. Саме зоряну добу використовують для точних розрахунків швидкості обертання.

Як швидкість змінюється з широтою

На широті 30° швидкість уже становить близько 1451 км/год, на 45° — 1184 км/год, на 60° — 837 км/год. Для території України, де більшість населених пунктів лежить між 45° і 52° північної широти, значення коливається в межах 1070–1180 км/год.

У Києві (приблизно 50,45° пн. ш.) косинус широти дорівнює близько 0,637. Помноживши 1674 на 0,637, отримуємо приблизно 1067 км/год. У Львові (49,8°) швидкість трохи вища — близько 1080 км/год, а в Одесі (46,5°) — близько 1150 км/год.

Ця залежність має практичне значення. Космодроми розташовують якомога ближче до екватора, щоб ракета отримувала додатковий «бонус» швидкості від обертання планети. Для запуску з екватора економія може сягати 400–500 м/с, що зменшує витрати палива.

Дані розраховані за екваторіальним радіусом WGS84 і зоряною добою (Britannica, NASA).

Чому ми не відчуваємо цього руху

Людина не сприймає обертання Землі з двох основних причин. По-перше, швидкість постійна, тому немає прискорення, яке б відчували органи рівноваги. По-друге, атмосфера, океани та все, що нас оточує, рухається разом із поверхнею. Відносна швидкість дорівнює нулю.

Відцентрова сила, яка виникає через обертання, на екваторі зменшує вагу тіла приблизно на 0,3 %. Це помітно лише точними вимірюваннями. На полюсах відцентрова сила відсутня, тому вага трохи більша. Різниця становить близько 0,5 % між екватором і полюсами.

Ефект Коріоліса, який відхиляє рухомі об’єкти вправо в північній півкулі та вліво в південній, також є наслідком обертання. Він впливає на напрямок вітрів, течій і навіть на траєкторію артилерійських снарядів на великих відстанях. Для повсякденного життя цей ефект занадто слабкий, щоб його помітити без спеціальних приладів.

Чи змінюється швидкість обертання з часом

Швидкість обертання Землі не є абсолютно постійною. Головна причина довготривалого уповільнення — припливне тертя, викликане Місяцем. Через нього тривалість доби збільшується приблизно на 1,7–2,3 мілісекунди за століття.

Сучасні спостереження показують, що кліматичні зміни також впливають на обертання. Танення льодовиків і перерозподіл водних мас від полюсів до екватора збільшують момент інерції планети. За оцінками 2024–2025 років, цей фактор уже додає близько 1,3 мс за століття до довжини доби і може стати домінуючим у майбутньому.

За останні роки фіксували й короткочасні прискорення обертання: у 2022 та 2025 роках окремі дні були коротшими за 24 години на 1,3–1,6 мілісекунди.

Такі коливання викликані рухом мас у рідкому ядрі Землі, змінами в атмосфері та океанах. Міжнародна служба обертання Землі (IERS) постійно відстежує ці варіації й за потреби вводить секунди координації, щоб узгодити атомний час з астрономічним.

Практичне значення для науки та технологій

Точне знання швидкості обертання необхідне для систем GPS і ГЛОНАСС. Супутники враховують релятивістські ефекти, пов’язані з обертанням, інакше похибка позиціонування швидко накопичувалася б. Для запуску міжпланетних апаратів також критично важливо знати орієнтацію Землі в просторі в конкретний момент.

Геодезисти використовують дані про обертання для побудови точних моделей фігури Землі. Астрономи — для прив’язки спостережень до інерціальної системи координат. Навіть у повсякденній метеорології ефект Коріоліса входить до рівнянь, що описують циклони та антициклони.

Наразі найточніші вимірювання виконують за допомогою кільцевих лазерних гіроскопів і радіоінтерферометрії з наддовгими базами (VLBI). Ці методи дозволяють фіксувати зміни періоду обертання з точністю до мікросекунд.

Обертання Землі залишається одним із найстабільніших процесів у Сонячній системі, проте сучасні технології вже дозволяють фіксувати його найтонші варіації. Розуміння цих параметрів допомагає точніше прогнозувати клімат, керувати супутниками та будувати моделі майбутньої еволюції планети. Дані, отримані станом на 2026 рік, підтверджують, що основні величини — 1674 км/год на екваторі та кутова швидкість 7,292115 × 10⁻⁵ рад/с — залишаються надійною основою для всіх розрахунків.