Hoe komt het dat de rotatietijd van aarde niet precies 24 uur is?

Het antwoord is simpel te geven; vroeger, toen de lengte van één dag bepaald is, is dat gelijkgesteld aan 24 uur (we hebben de aarde verdeeld in 24 tijdzones). Later zijn we er pas achter gekomen dat dit niet exact klopt, en hebben we de rotatietijd van de aarde (één dag dus) gecorrigeerd. We hadden ook de lengte van een seconde ietwat kunnen veranderen, maar dat zou, zoals je kunt begrijpen, tot veel praktische bezwaren leiden.

We moeten terug naar de oudheid, maar laat ons voorlopig teruggaan naar de Romeinse tijd.

Hoe is de dag ontstaan? Wel de Romeinen gebruikten zonnewijzers op tijdens de daglichtperiode (eigenlijk een etmaal), vast te stellen dat er 12 uren waren op de lente en herfstwende van zonsopgang in Oosten tot zonsondergang in het Westen. Omgekeerd faseerden ze ook het punt waarbij de zon in het exacte Zuiden stond als het 'voorbij zijn van een dag'.

Nu had men geen computers en waarom zijn er 60 seconden in een uur, 60 minuten in een uur, 24 uren in een dag? Wel, Jezus' papa wist dat als timmerman of als stielman (juiste vertaling) zeer goed: Wie in het kleutertje leerde op een cirkel niet met de passer de omtrek afpassen in precies 6 X, dus een cirkel wordt altijd in een veelvoud van 6 verdeeld.

Nu naar jouw vraag:

Wanneer staat de zon weer op dezelfde plaats (hoeft niet het zuiden te zijn, maar we stellen hier om 12 uur universele tijd dat als zuidelijk punt)?

1. Wanneer de aarde helemaal rond haar as is gedraaid, dus een uur zou dan 1/24ste zijn. Maar hier zit een denkfout in, want de aarde zelf staat niet stil t.o.v. de zon: ze staat immers meer dan 1/365ste verder in haar baan, waardoor de invalshoek lichtjes anders is. Zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Aarde_(planeet) waar je voor vrij exacte periode P = 1,0000175 jaar vindt.
2. Op vermelde link legt men nu uit dat er zo'n 4 minuten verschil zit door die ene graad dat de zon 'opschuift' t.o.v. de aarde (360 graden bij een totale jaarbaan dus).

Als je nog dieper wil gaan, surf je even naar http://nl.wikipedia.org/wiki/Dagduur en zul je de uitleg beter begrijpen, maar de echte formule voor zowel daglicht als daglengteberekening (maar daar zul je als niet wiskundige wellicht van wegelopen) vind je op http://herbert.gandraxa.com/length_of_day.xml.

Maar ook Wikipedia verzwijgt iets anders:

De aarde lijkt trager te gaan draaien dan vroeger. Tot voor kort dacht men dat het enkel de frictie was die een rol speelde van het magma onder de aardkorst (zoals de maan met haar zwaarste kan naar de aarde blijft kijken en dus blijft kijken naar de aarde met dezelfde kant, kan dit effect ook spelen op de aarde), maar nu vraagt men zich ook af wat de rol speelt van bijv. hele gebieden in Nederland (Lelystad) of in Dubai die men heel hoog bouwt tesamen met ontginning bij mijnen waarbij men massa's aarde naar boven brengt en of dit niet extra de aardrotatie verdraagt in fracties van seconden.