MÅNENS OG JORDENS BEVÆGELSER: ROTATION OG OVERSÆTTELSE - VIDENSKAB

De bevægelser af Jorden og Månen har deres oprindelse, på den ene side, i den gravitationelle tiltrækning af hver enkelt udøver på den anden, og på den anden, i den tiltrækning, at Solen til gengæld udøver på alle ligene af solsystemet.

Både Jorden og Månen har roterende bevægelser omkring deres egen akse og af oversættelse, og disse er de vigtigste. Men de oplever også andre sekundære bevægelser af balancer og svingninger, fordi de ikke er punktobjekter, men har mærkbare dimensioner og heller ikke er perfekt sfæriske.

Figur 1. Orbitalplan af Jorden og Månen med hældningerne i de respektive akser og afstanden mellem centre og tyngdepunkt. Kilde: Wikimedia Commons. Jordbillede fra NASA; arrangement af brews_ohare

Jorden og månen betragtes som et isoleret system af objekter af målelig størrelse, der drejer sig om deres massepunkt, placeret på linjen, der forbinder de respektive centre.

Dette punkt er tættere på Jorden end Månen med den første større masse. Det ligger ca. 4641 km fra Jordens centrum og kaldes tyngdepunktet.

love

Månens bevægelser styres af Cassini-lovene, der blev udskrevet i 1693 af Giovanni Cassini (1625-1712):

-Månen har en synkron rotation med Jorden, da den har den samme periode med rotation og oversættelse, på denne måde viser den altid det samme ansigt til jordobservatører.

-Hældningen af det måneformede ækvatoriale plan og ekliptikken er konstant.

-Munens rotationsakse, den normale til ekliptikken - Jordens orbitalplan- og den normale til Månens orbitale plan er planplan.

Rotation og oversættelse af Månen

Månen foretager en roterende bevægelse omkring sin egen akse på cirka 27,32 dage. Denne rotationsperiode kaldes siderisk måned. I henhold til Cassinis første lov er dette også den tid, det tager for Månen at kredse rundt om Jorden.

Figur 2. Animation, der viser bevægelsen af Earth-Moon-systemet omkring tyngdepunktet. Kilde: Wikimedia Commons

Synkron rotation er ansvarlig for, at jordobservatører altid ser den samme side af Månen.

På sin side er den synodiske måned den tid, der går mellem to identiske og successive månefaser.

Den synodiske måned varer 29,53 dage, og det skyldes, at Jorden ikke er stille, mens Månen kredser rundt om den. For at de relative jord-sol-måne-positioner skal være de samme igen, skal jorden gå frem 27º i sin translationelle bevægelse omkring solen.

Månen rejser også rundt på Jorden efter en elliptisk bane med en meget lille excentricitet. En ellipses excentricitet er et mål for dens udfladning. Denne lille værdi betyder, at månens bane er næsten cirkulær, som den bevæger sig med en hastighed på 1 km / s.

Jordens og månens baner krydser hinanden ved punkter kaldet knudepunkter, der muliggør formørkelser, da set fra Jorden er de tilsyneladende størrelser af Solen og Månen meget ens.

Andre bevægelser af Månen

På grund af den elliptiske bane, som månen følger rundt om Jorden, og dens rotationsakse er skråt 6,60 º i forhold til det vinkelret på orbitalplanet (se figur 1), er der bevægelser kaldet librations. Takket være dem kan vi se en lille procentdel af fjernsiden af Månen, cirka 9%.

De mest bemærkelsesværdige svæver er i længdegrad og breddegrad. Librationerne i længdegrad skyldes det faktum, at det er den elliptiske bane, at oversættelseshastigheden er større ved perigee - nærmere Jorden - end ved apogee - længere fra Jorden.

På denne måde bliver en lille del af overfladen nær kantmeridianen synlig, den der ligger lige øst for nævnte meridian, når månen er mellem perigee og apogee.

Ligeledes bliver den del af overfladen, der er let mod vest synlig, når Månen er mellem apogee og perigee.

På den anden side opstår libration i breddegrad på grund af hældningen af rotationsaksen. Således kan nogle dele af månen, der er lidt nord eller lidt syd, ses fra Jorden, afhængigt af øjeblikket. Perioden for denne hover er en drakonisk måned, der varer cirka 27 dage og 5 timer.

Følgende animation viser simulerede visninger af Månen i en måned:

Jordens rotation

Jorden udfører en rotation omkring Jordens akse i en vest-øst retning, hvis periode er 1 dag eller mere præcist 23 timer, 56 minutter og 3,5 sekunder.

Jordens rotationshastighed er 1600 km / t ved ækvator og falder, indtil den forsvinder lige ved polerne, hvor rotationsaksen passerer, som er skråt 23,44 º i forhold til jordens orbitalplan, kendt som ekliptikken (se figur 1).

Denne bevægelse er ansvarlig for udseendet af dag og nat, der styrer folks liv. I cirka 12 timer (det varierer afhængigt af bredde og sæson) modtager den ene jordkugle sollys og har en højere temperatur, mens den anden er i mørke, og temperaturen falder.

Jordens rotation skyldes den måde Jorden dannede. Den sky af stof, der gav anledning til solsystemet, måtte rotere for at komprimere sagen. Men rotationen har et tilknyttet vinkelmoment, som i fravær af eksterne drejningsmomenter bevares.

Solen, planeterne og andre medlemmer af solsystemet, der betragtes som et isoleret system, har det vinkelmoment, fordelt på deres medlemmer.

Derfor har hver planet sin egen rotationsbevægelse fra vest til øst bortset fra Venus og Uranus, der gør det modsatte, måske på grund af en kollision med en anden stor krop.

Oversættelse af Jorden

Jorden foretager også en revolution af bevægelse omkring Solen, hvis periode er lidt over 1 år. Oprindelsen af denne bevægelse er i den tyngdepunkt, som solen udøver.

I denne bevægelse beskriver Jorden en elliptisk bane, altid i overensstemmelse med Keplers love om planetbevægelse. For en observatør beliggende på Nordpolen udføres denne bevægelse i retning mod uret.

Ligesom med månen er ellipsens excentricitet, der beskriver jorden, ganske lille. Derefter nærmer Jordens bane sig en omkreds på 150 x 10 ⁶ km. Denne værdi bruges i astronomi til at definere en afstandsenhed kaldet Astronomisk enhed eller AU, der er vidt brugt til at udtrykke afstande inden for solsystemet.

Figur 3. Bevægelse af jordens oversættelse rundt om solen. Kilde: Wikimedia Commons.

Den samlede længde af denne ellipse er 930 millioner kilometer, som Jorden bevæger sig med en hastighed på 30 km / s.

Jordens rotationsakse hælder 23,44 º med hensyn til den normale til ekliptikken. Af denne grund, når vores planet rejser sin bane rundt om solen, er en af dens halvkugler mere udsat for solstrålene og producerer sommer, mens i den anden er eksponeringen mindre, og vinteren opstår.

Andre jordbevægelser

Jorden er ikke en perfekt sfære, men en ellipsoid, der er fladet ved polerne. Så den ækvatoriale bule forårsager en langsom rullende bevægelse på Jorden kaldet præcession.

I denne bevægelse roterer jordens akse omkring ekliptikens pol og sporer en imaginær kegle, som det kan ses i følgende figur:

Figur. Jordens præcessions- og ernæringsbevægelser. Kilde: Wikimedia Commons.

Det tager Jorden 25.767 år at spore denne kegle. Overlejret med præcessionen er en anden frem- og tilbagegående bevægelse af aksen, kaldet nutation, forårsaget af månens gravitationstryk på den ækvatoriale bule og har en periode på 18,6 år.

Referencer

Oster, L. (1984). Moderne astronomi. Redaktionel Reverte. 37-52.
Tipler, P. Fysik for videnskab og teknik. Bind 1. 5. Edition. 314-316
Hvorfor roterer Jorden? Hentet fra: spaceplace.nasa.gov.
Wikipedia. Barycenter. Gendannet fra: es.wikipedia.org.
Wikipedia. Jordens bevægelser. Gendannet fra: es.wikipedia.org.

MÅNENS OG JORDENS BEVÆGELSER: ROTATION OG OVERSÆTTELSE - VIDENSKAB - 2025