La Terra gira intorno al proprio asse da ovest verso est in 23h 56m 4s (questa durata è chiamata giorno sidereo e indica il tempo che un pianeta impiega per ritrovarsi nella stessa posizione rispetto alle stelle): esso non va confuso col giorno solare che dura 24h e indica il giorno che un pianeta impiega per ritornare nella stessa direzione rispetto al Sole. In questo moto la velocità angolare è uguale in tutte le direzioni e nulla ai poli mentre la velocità lineare (distanza percorsa in un'unità di tempo) è massima all'Equatore e s'annulla ai poli. Questo movimento non avviene in modo uniforme a causa dell'attrito delle maree, cioè le protuberanze che la Luna provoca sulla Terra a causa dell'enorme velocità di rotazione terrestre, mentre la Luna accelera la sua orbita aumentando la forza centrifuga che allontana la Luna dalla Terra. Ci sono molte prove della rotazione terrestre:
-l'apparente spostamento diurno dei corpi celesti da est verso ovest;

-l'analogia con altri pianeti;
-la variazione dell'accelerazione di gravità con la latitudine causata dallo schiacciamento polare della Terra e dalla forza centrifuga (che è perpendicolare all'asse terrestre ed è diretta verso l'esterno) della rotazione;
-l'esperimento di fisica che si basa sull'osservazione della caduta libera dei corpi facendo cadere un grave che quando giunge sulla Terra viene spostato a est (esperienza di Guglielmini);
-l'esperimento di Foucault che consiste nell'osservare un pendolo lungo 68m, appeso alla cupola del Panthéon e con un peso di 30kg che oscillava in senso orario;
-lo spostamento della direzione dei corpi in moto sulla superficie terrestre espressa dalla legge di Ferrel: "a causa della rotazione terrestre, un corpi in movimento è deviato verso destra se si trova nell'emisfero boreale e verso sinistra se si trova in quello australe a causa della forza di Coriolis che è una forza apparente" (poiché a causa dell'inerzia il corpo in moto conserva la velocità lineare di partenza).
La conseguenza del moto di rotazione è l'alternarsi graduale a causa dell'atmosfera del dì (periodo di illuminazione) e della notte (periodo di buio).

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