Giorno: giorno solare e giorno sidereo

Il giorno è una misura di tempo che non rientra nel Sistema Internazionale. Esistono varie definizioni di giorno che differiscono lievemente tra loro e che dipendono dal riferimento astronomico di partenza. Si parla infatti di giorno solare, di giorno sidèreo e di giorno solare medio.

 

Nel linguaggio quotidiano il termine giorno si riferisce ad un intervallo di tempo pari a 24 ore. In realtà il giorno, inteso come unità di misura del tempo, presenta diverse accezioni: in termini astronomici si distingue infatti tra il giorno solare, il giorno sidèreo (o giorno siderale) ed il giorno solare medio.

 

In questa lezione vedremo come si definiscono i vari tipi di giorno, per poi spiegare quali sono le varie fasi del giorno.

 
 
 

Giorno sidereo

 

Come tutti ben sappiamo il pianeta Terra compie un moto di rotazione, ossia ruota attorno al proprio asse. Il giorno sidèreo, altrimenti detto giorno siderale, è l'intervallo di tempo compreso tra due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano. Ma cosa vuol dire?

 

Per capire la definizione di giorno sidèreo occorre anzitutto ricordare che qualsiasi stella ad eccezione del Sole ha una distanza dal pianeta Terra tale per cui, nel corso moto di rotazione terrestre, lo spostamento della Terra rispetto alla stella di riferimento possa considerarsi trascurabile.

 

Con questa premessa fissiamo la nostra attenzione su una stella, che supponiamo fissa, e su un qualsiasi meridiano terrestre (evidenziato in arancione).

 

 

Giorno sidereo

 

 

Nel momento in cui la stella incrocia il meridiano parte il conteggio del tempo (immagine A). La Terra procede col suo moto di rotazione attorno al proprio asse (immagini B e C) fino a quando la stella non reincrocia lo stesso meridiano.

 

A questo punto è trascorso esattamente un giorno sidèreo, che equivale a circa 23 ore e 56 minuti. Più precisamente la durata di un giorno sidereo è pressoché invariabile e vale 23 ore, 56 minuto e 4,0905 secondi

 

1 giorno sidèreo = 23 ore, 56 minuti, 4,0905 secondi

 

Giorno solare

 

Il giorno solare per definizione è il tempo che intercorre tra due successive culminazioni del Sole nella stessa località.

 

Per capire quanto è lungo un giorno solare supponiamo di trovarci in una certa località, su un certo meridiano, nel momento esatto della culminazione del Sole (ossia nel momento in cui il Sole transita per il meridiano di osservazione). Immaginiamo di far partire un cronometro in quel preciso momento.

 

La Terra procederà col proprio moto di rotazione fino a quando il Sole non culminerà nuovamente sullo stesso meridiano.

 

La durata del giorno solare è di circa 4 minuti più lunga rispetto a quella del giorno sidèreo, per cui un giorno solare dura circa 24 h.

 

1 giorno solare ≈ 24 ore

 

La differenza di durata tra giorno solare e giorno sidéreo è dovuta al fatto che, come mostrato nella seguente immagine, la distanza tra Terra e Sole è in media uguale a 1 unità astronomica e quindi lo spostamento della Terra rispetto al Sole non è più trascurabile, a differenza della distanza della Terra da un'altra stella.

 

 

Giorno solare

Giorno solare - immagine puramente indicativa.

 

 

Oltre a quanto appena scritto bisogna prestare attenzione ad un ulteriore aspetto. La durata del giorno solare non è costante nel corso dell'anno. Per la seconda legge di Keplero infatti la Terra descrive un'orbita ellittica nel proprio moto di rivoluzione e, su tale orbita, la velocità angolare varia.

 

Per la misurazione del tempo nella vita di tutti i giorni si conviene dunque di definire il giorno solare medio come la media aritmetica delle durate di tutti i giorni dell'anno. La durata di un giorno solare medio è un valore costante e vale esattamente 24 ore.

 

1 giorno solare medio = 24 ore

 

Una piccola curiosità: poiché gli effettivi movimenti della Terra non sono poi così precisi, ogni anno si perde circa 1 secondo e per questo motivo, dal 1972, alla fine di ogni anno si aggiunge il cosiddetto secondo bisestile, ossia si allunga la durata dell'anno di un secondo proprio per compensare tale ritardo.

 

Le fasi del giorno

 

Ogni giorno comincia a mezzanotte, alle ore 00:00 incluse, e termina alla mezzanotte successiva alle ore 00:00 escluse. Nella vita quotidiana siamo abituati a dividere il giorno in 4 fasi: mattina, pomeriggio, sera e notte. In particolare le fasi del giorno sono le seguenti:

 

mattina, dalle 6:00 alle 11:59;

 

pomeriggio, dalle 12:00 alle 17:59;

 

sera, dalle 18:00 alle 20:59;

 

notte, dalle 21:00 alle 5:59 del giorno successivo.

 

Come potete notare quella che noi chiamiamo comunemente notte, anche se viene considerata una fase del giorno, in realtà comprende una parte del giorno successivo.

 

Equivalenze con il giorno (solare medio)

 

Come potete intuire le equivalenze con il giorno normalmente si riferiscono al giorno solare medio, l'unico che per convenzione presenta una durata costante. Più in generale, a meno che non sia diversamente specificato nelle equivalenze il termine giorno si riferisce esattamente al giorno solare medio.

 

Per convertire il giorno solare medio nelle varie misure di tempo dobbiamo necessariamente ricordare i fattori di conversione che mettono in relazione ciascuna misura con le altre.

 

1 minuto = 60 secondi

 

1 ora = 60 minuti

 

1 giorno (solare medio) = 24 ore

 

1 settimana = 7 giorni

 

1 mese (solare) = 28, 29, 30 o 31 giorni (a seconda del mese considerato)

 

1 anno (civile) = 365 giorni (366 per gli anni bisestili)

 

Distinguiamo vari casi:

 

- sapendo che in 1 giorno ci sono 24 ore, per passare dai giorni alle ore dovremo moltiplicare per 24 e viceversa per passare dalle ore ai giorni occorrerà dividere per 24.

 

- Per convertire i giorni in minuti è necessario moltiplicare il numero di giorni per 24 e, successivamente, moltiplicare il numero di ore ottenuto per 60. In un singolo passaggio potremo passare dai giorni ai minuti moltiplicando per 1440 e, viceversa, convertire i minuti in giorni dividendo per 1440

 

1 giorno = 24 ore = (24 × 60) minuti = 1440 minuti

 

- Per sapere quanti secondi ci sono in un giorno possiamo procedere per conversioni successive moltiplicando per 24, per 60 e ancora per 60, ossia per 86400. Viceversa per passare da secondi a giorni è necessario dividere per 86400

 

1 giorno = 24 ore = (24 × 60) minuti = (24 × 60 × 60) secondi = 86400 secondi

 

- Poiché il numero di giorni in un anno (inteso come anno civile) è pari a 365 per gli anni standard e a 366 per gli anni bisestili, per calcolare il numero di giorni che costituiscono un numero di anni consecutivi dovremo necessariamente tener conto degli anni bisestili inclusi.

 

Ad esempio per sapere quanti giorni sono trascorsi tra l'inizio del 2000 e la fine del 2009 (estremi inclusi) dobbiamo considerare che il 2000, il 2004 e il 2008 sono stati anni bisestili. Di conseguenza dovremo moltiplicare il numero di anni standard (7) per 365 e il numero di anni bisestili (3) per 366:

 

giorni tra il 2000 e il 2009 inclusi = [(365 × 7) + (366 × 3)] = 3653 giorni

 

 


 

Se volete consultare altri esempi sulle equivalenze tra misure di tempo vi consigliamo di leggere la lezione dell'omonimo link. Inoltre, in caso di necessità potete utilizzare:

 

- il convertitore di unità di misura online, utile per correggere i risultati dei vostri esercizi;

 

- il tool per il calcolo dei giorni tra due date.

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

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Tags: definizione di giorno - il giorno solare - il giorno sidereo - giorno solare medio.