Pohyby rotace a translace Měsíce a Země

2614
Jonah Lester
Pohyby rotace a translace Měsíce a Země

The pohyby Země a Měsíce Mají svůj původ na jedné straně v gravitační přitažlivosti každého z nich na straně druhé a na druhé straně v přitažlivosti, kterou na oplátku působí Slunce na všechna těla sluneční soustavy. 

Země i Měsíc mají rotační pohyby kolem své vlastní osy a translace, což jsou nejdůležitější. Ale také zažívají další sekundární pohyby vah a oscilací, protože nejsou bodovými objekty, ale mají znatelné rozměry a nejsou dokonale sférické..

Obrázek 1. Orbitální roviny Země a Měsíce se sklony příslušných os a vzdáleností mezi středy a těžištěm. Zdroj: Wikimedia Commons. Obraz Země z NASA; uspořádání podle brews_ohare [public domain]

Země a Měsíc jsou považovány za izolovaný systém objektů měřitelné velikosti, který se otáčí kolem jejich středu hmoty, který se nachází na přímce, která spojuje příslušné středy..

Tento bod je blíže k Zemi než k Měsíci, protože má první větší hmotu. Nachází se přibližně 4641 km od středu Země a je nazýván barycentrum.

Rejstřík článků

  • 1 Zákony
  • 2 Rotace a translace Měsíce
    • 2.1 Další pohyby Měsíce
  • 3 Rotace Země
  • 4 Překlad Země
  • 5 Další pohyby Země
  • 6 Reference

Zákony

Pohyby Měsíce se řídí Cassiniho zákony, které v roce 1693 vyhlásil Giovanni Cassini (1625-1712):

-Měsíc má synchronní rotaci se Zemí, protože má stejnou periodu rotace a translace, takže pozemským pozorovatelům vždy ukazuje stejnou tvář.

-Sklon měsíční rovníkové roviny a ekliptiky je konstantní.

-Měsíční osa otáčení, kolmá k ekliptice - oběžná rovina Země - a kolmá k oběžné rovině Měsíce, jsou koplanární.

Rotace a překlad Měsíce

Měsíc se otáčí kolem své vlastní osy přibližně za 27,32 dne. Tato doba rotace se nazývá hvězdný měsíc. Podle prvního Cassiniho zákona je to také čas, který trvá, než Měsíc obíhá kolem Země..

Obrázek 2. Animace ukazující pohyb systému Země - Měsíc kolem těžiště. Zdroj: Wikimedia Commons

Synchronní rotace je zodpovědná za to, že pozorovatelé Země vidí vždy stejnou tvář Měsíce. 

Z jeho strany synodický měsíc je čas, který uplyne mezi dvěma identickými a po sobě jdoucími měsíčními fázemi. 

Synodický měsíc trvá 29,53 dne a je to proto, že Země není v klidu, zatímco kolem obíhá Měsíc. Aby byly relativní polohy Země-Slunce-Měsíc opět stejné, musí Země postoupit o 27 ° ve svém translačním pohybu kolem Slunce.

Měsíc také cestuje po Zemi po eliptické dráze s velmi malou výstředností. Excentricita elipsy je mírou jejího zploštění. Tato malá hodnota znamená, že dráha Měsíce je téměř kruhová, kterou cestuje rychlostí 1 km / s..

Oběžné dráhy Země a Měsíce se protínají v volaných bodech uzly, které umožňují zatmění, protože při pohledu ze Země jsou zjevné velikosti Slunce a Měsíce velmi podobné.

Další pohyby Měsíce

Vzhledem k eliptické oběžné dráze, kterou Měsíc sleduje kolem Země, a protože jeho osa otáčení je nakloněna o 6,60 ° vzhledem ke kolmici orbitální roviny (viz obrázek 1), existují pohyby zvané vznáší se. Díky nim vidíme malé procento odvrácené strany Měsíce, přibližně 9%.

Nejpozoruhodnější přechody jsou na zeměpisné délce a šířce. The vznáší se na délku Jsou způsobeny skutečností, že jelikož je eliptická oběžná dráha, rychlost překladu je vyšší na perigeu - blíže k Zemi - než na apogee - dále od Země-.

Tímto způsobem je viditelná malá část povrchu poblíž okrajového poledníku, který je právě na východ od uvedeného poledníku, když je Měsíc mezi perigeem a apogee..

Podobně část povrchu, která je trochu na západ, se stane viditelnou, když je Měsíc mezi apogee a perigeem..

Pokud jde o jeho část, librace v zeměpisné šířce vzniká kvůli sklonu osy otáčení. Takže některé části Měsíce, které jsou trochu na severu nebo na jihu, lze ze Země vidět v závislosti na okamžiku. Období tohoto přechodu je jedna drakonický měsíc, který trvá přibližně 27 dní a 5 hodin.

Následující animace zobrazuje simulované pohledy na Měsíc po dobu jednoho měsíce:

Rotace Země

Země se otáčí kolem Osa Země západ - východ, jehož doba je 1 den nebo přesněji 23 hodin, 56 minut a 3,5 sekundy.

Rychlost rotace Země je 1600 km / h na rovníku a klesá, dokud nezmizí přímo u pólů, kudy prochází osa rotace, která je nakloněna 23,44 ° vzhledem k orbitální rovině Země, známé jako ekliptika (viz obrázek 1).

Toto hnutí je zodpovědné za vzhled dne a noci, který řídí životy lidí. Po přibližně 12 hodin (liší se podle zeměpisné šířky a ročního období) přijímá jedna polokoule Země sluneční světlo a má vyšší teplotu, zatímco druhá je ve tmě a teplota klesá.

Rotace Země je způsobena způsobem, jakým byla Země vytvořena. Mrak hmoty, který dal vzniknout sluneční soustavě, se musel otáčet, aby hmotu zhutnil. Ale rotace má přidružený moment hybnosti, který je při absenci vnějších momentů zachován.

Slunce, planety a další členové sluneční soustavy, považovaní za izolovanou soustavu, mají tento moment hybnosti distribuovaný mezi svými členy..

Proto má každá planeta svůj vlastní rotační pohyb ze západu na východ, s výjimkou Venuše a Uranu, které dělají opak, možná kvůli kolizi s jiným velkým tělesem..

Překlad Země

Země také provádí revoluční pohyb kolem Slunce, jehož období je něco málo přes 1 rok. Původ tohoto pohybu spočívá v gravitační přitažlivosti, kterou působí Slunce.

V tomto pohybu Země popisuje eliptickou dráhu, vždy v souladu s Keplerovými zákony planetárního pohybu. U pozorovatele umístěného na severním pólu se tento pohyb provádí proti směru hodinových ručiček..

Stejně jako u Měsíce je výstřednost elipsy, která popisuje Zemi, poměrně malá. Poté se oběžná dráha Země blíží k obvodu o poloměru 150 x 106 Km. Tato hodnota se používá v astronomii k definování jednotky vzdálenosti nazývané Astronomická jednotka nebo AU, široce používaná k vyjádření vzdáleností ve sluneční soustavě..

Obrázek 3. Pohyb translace Země kolem Slunce. Zdroj: Wikimedia Commons.

Celková délka této elipsy je 930 milionů kilometrů, které Země cestuje rychlostí 30 km / s. 

Osa rotace Země je nakloněna 23,44 ° vzhledem k normále k ekliptice. Z tohoto důvodu, když naše planeta cestuje po své oběžné dráze kolem Slunce, je jedna z jejích hemisfér více vystavena slunečním paprskům a vytváří léto, zatímco na druhé je expozice menší a vzniká zima..

Další pohyby Země

Země není dokonalá koule, ale elipsoid zploštělý u pólů. Rovníková boule tedy způsobuje pomalý valivý pohyb na Zemi precese

V tomto pohybu se zemská osa otáčí kolem pólu ekliptiky a sleduje imaginární kužel, jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Postava. Precesní a nutiční pohyby Země. Zdroj: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Sledování tohoto kužele Zemi trvá 25 767 let. Na precesi je položen další vratný pohyb osy, tzv nutace, způsobeno gravitační přitažlivostí Měsíce na rovníkové bouli a má období 18,6 roku.

Reference

  1. Oster, L. (1984). Moderní astronomie. Redakční Reverte. 37-52.
  2. Tipler, P. Fyzika pro vědu a inženýrství. Svazek 1. 5. Edice. 314-316
  3. Proč se Země otáčí? Citováno z: spaceplace.nasa.gov.
  4. Wikipedia. Barycentrum. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Pohyby Země. Obnoveno z: es.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře