PREMIKI LUNE IN ZEMLJE: VRTENJE IN PREVAJANJE - ZNANOST - 2026

Na gibanje Zemlje in Lune imajo svoj izvor, na eni strani, v gravitacijska privlačnost vsakih deluje na drugi strani in na drugi strani, v privlačnosti, da je Sonce v turn deluje na vse organe v Osončju.

Zemlja in Luna imata vrtilna gibanja okoli lastne osi in prevod, ki sta najpomembnejša. Imajo pa tudi druge sekundarne premike ravnotežja in nihanja, ker niso točkovni predmeti, imajo pa pomembne dimenzije in prav tako niso popolnoma sferične.

Slika 1. Orbitalne ravnine Zemlje in Lune z nakloni posameznih osi in razdaljo med središči in težiščem. Vir: Wikimedia Commons. Slika Zemlje od NASA; ureditev po brews_ohare

Zemlja in Luna veljata za izoliran sistem predmetov merljive velikosti, ki se vrtijo okoli njihovega središča mase, ki se nahaja na črti, ki se pridruži posameznim središčem.

Ta točka je bližje Zemlji kot Luni in ima prvo večjo maso. Nahaja se približno 4641 km od središča Zemlje in se imenuje težišče.

Zakoni

Gibanje Lune ureja zakon Cassini, ki ga je leta 1693 razglasil Giovanni Cassini (1625-1712):

-Lun ima sinhrono vrtenje z Zemljo, saj ima isto obdobje vrtenja in prevajanja, na ta način vedno prikaže enak obraz prizemnim opazovalcem.

-Klon na lunarni ekvatorialni ravnini in ekliptika je stalen.

- Lunarna os vrtenja, normalna proti ekliptiki - zemeljska orbitalna ravnina - in normalna do Lunove orbitalne ravnine, je koplanarna.

Vrtenje in prevod Lune

Luna v približno 27,32 dneh vrti gibanje okoli svoje osi. To obdobje vrtenja imenujemo stranski mesec. Po prvem zakonu Cassinija je to tudi čas, ki ga potrebuje Luna, da kroži po Zemlji.

Slika 2. Animacija, ki prikazuje gibanje sistema Zemlja-Luna okoli težišča. Vir: Wikimedia Commons

Sinhrono vrtenje je odgovorno za to, da opazovalci Zemlje vedno vidijo isto stran Lune.

Sinodski mesec je čas, ki preteče med dvema enakima in zaporednima fazama lune.

Sinodični mesec traja 29,53 dni in je zato, ker Zemlje še ni, medtem ko Luna kroži okoli nje. Da bodo relativni položaji Zemlja-Sonce in Luna spet enaki, mora Zemlja napredovati 27 ° v svojem prevajalskem gibanju okoli Sonca.

Luna tudi potuje okoli Zemlje po eliptični orbiti z zelo majhno ekscentričnostjo. Ekscentričnost elipse je merilo njenega sploščenja. Ta majhna vrednost pomeni, da je pot Lune skoraj krožna, ki jo potuje s hitrostjo 1 km / s.

Orbita Zemlje in Lune se sekata v točkah, imenovanih vozlišč, ki omogočajo mrke, saj sta z Zemlje vidni velikosti Sonca in Lune zelo podobni.

Druga gibanja Lune

Zaradi eliptične orbite, ki ji Luna sledi okoli Zemlje in je njena vrtilna os nagnjena 6,60 ° glede na pravokotnico orbitalne ravnine (glej sliko 1), obstajajo premiki, imenovani knjižnice. Zahvaljujoč njih lahko vidimo majhen odstotek oddaljene strani Lune, približno 9%.

Najbolj opazna lebdenja so po dolžini in širini. Dolžine knjižnic so posledica dejstva, da je hitrost prevajanja večja pri perigeju - bližje Zemlji - kot pri apogeju - od Zemlje.

Na ta način postane viden majhen del površine blizu robnega poldnevnika, tisti, ki je vzhodno od omenjenega poldnevnika, ko je Luna med perigejem in apogejem.

Prav tako postane del površine, ki je rahlo proti zahodu, viden, ko je Luna med apogejem in perigejem.

Po drugi strani pa nihanje v zemljepisni širini nastane zaradi naklona vrtenja osi. Tako lahko nekatere dele Lune, ki so malo severne ali malo južnejše, vidimo od Zemlje, odvisno od trenutka. Obdobje tega lebdenja je en drakonski mesec, ki traja približno 27 dni in 5 ur.

Naslednja animacija prikazuje simulirane poglede na Luno v enem mesecu:

Vrtenje Zemlje

Zemlja izvede vrtenje okoli osi Zemlje v smeri zahod-vzhod, katerega obdobje je 1 dan ali natančneje 23 ur, 56 minut in 3,5 sekunde.

Hitrost vrtenja Zemlje je na ekvatorju 1600 km / h in se zmanjšuje, dokler ne izgine desno na polov, kjer preide os vrtenja, ki je nagnjena 23,44 ° glede na orbitalno ravnino Zemlje, znana kot ekliptika (glej sliko 1).

To gibanje je odgovorno za videz dneva in noči, ki ureja življenje ljudi. Približno 12 ur (razlikuje se glede na širino in letni čas) ena kopenska polobla dobi sončno svetlobo in ima višjo temperaturo, druga pa v temi in temperature padejo.

Vrtenje Zemlje je posledica načina oblikovanja Zemlje. Oblak snovi, ki je povzročil sončni sistem, se je moral vrteti, da se je zadeva kompaktirala. Toda vrtenje ima s tem povezan kotni zagon, ki se v odsotnosti zunanjih navorov ohrani.

Sonce, planeti in drugi člani sončnega sistema, ki veljajo za izoliran sistem, imajo kotni zagon, porazdeljen med njihovimi člani.

Zato ima vsak planet svoje rotacijsko gibanje od zahoda proti vzhodu, razen Venere in Urana, ki delujeta ravno nasprotno, morda zaradi trka z drugim velikim telesom.

Prevod Zemlje

Zemlja prav tako vrti gibanje okoli Sonca, katerega obdobje je nekaj več kot 1 leto. Izvor tega gibanja je v gravitacijski privlačnosti, ki jo izvaja Sonce.

V tem gibanju Zemlja opisuje eliptično orbito, vedno v skladu s Keplerjevimi zakoni gibanja planetov. Za opazovalca, ki se nahaja na severnem polu, se to gibanje izvede v nasprotni smeri urinega kazalca.

Tako kot na Luni je tudi ekscentričnost elipse, ki opisuje Zemljo, precej majhna. Nato se orbita Zemlje približa obodu polmera 150 x 10 ⁶ km. Ta vrednost se v astronomiji uporablja za določitev enote razdalje, imenovane Astronomska enota ali AU, ki se široko uporablja za izražanje razdalj znotraj Osončja.

Slika 3. Gibanje Zemljinega prevoda okoli Sonca Vir: Wikimedia Commons.

Skupna dolžina te elipse je 930 milijonov kilometrov, ki jih Zemlja prepotuje s hitrostjo 30 km / s.

Os vrtenja Zemlje je nagnjena 23,44 ° glede na normalo do ekliptike. Zaradi tega, ko naš planet potuje po svoji orbiti okoli Sonca, je ena od njegovih polkrožnic bolj izpostavljena sončnim žarkom, ki proizvajajo poletje, na drugem pa je izpostavljenost manjša in nastopi zima.

Druga gibanja Zemlje

Zemlja ni popolna krogla, ampak elipsoid, sploščen na polovicah. Torej ekvatorialna izboklina povzroči počasi kotalno gibanje na Zemlji, imenovano precesija.

Pri tem gibanju se zemeljska os vrti okoli pola ekliptike in sledi zamišljenemu stožcu, kot je razvidno iz naslednje slike:

Slika. Precesijska in nutacijska gibanja Zemlje. Vir: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Zemlji je treba 25.767 let, da bi sledil temu stožcu. Nad precesijo je še eno gibanje osi, imenovano nitacija, ki ga povzroči gravitacijski poteg Lune na ekvatorialni izboklini in ima obdobje 18,6 let.

Reference

1. Oster, L. (1984). Sodobna astronomija. Uredništvo Reverte. 37–52.
2. Tipler, P. Fizika za znanost in inženirstvo. Zvezek 1. 5. Izdaja. 314-316
3. Zakaj se Zemlja vrti? Pridobljeno z: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedija. Barycenter. Pridobljeno: es.wikipedia.org.
5. Wikipedija. Premiki Zemlje. Pridobljeno: es.wikipedia.org.