ДВИЖЕНИЕ ЛУНЫ И ЗЕМЛИ: ВРАЩЕНИЕ И ПЕРЕВОД - НАУКА - 2025

В движение Земли и Луны имеют свое происхождение, с одной стороны, в гравитационного притяжения каждого из них оказывает на друга и, с другой стороны , в аттракционе , что Солнце в свою очередь , воздействует на все тела Солнечной системы.

И Земля, и Луна имеют вращательные движения вокруг своей оси и перемещения, которые являются наиболее важными. Но они также испытывают другие вторичные движения равновесий и колебаний, потому что они не точечные объекты, а скорее имеют заметные размеры и не являются идеально сферическими.

Рис. 1. Орбитальные плоскости Земли и Луны с наклонами соответствующих осей и расстоянием между центрами и центром тяжести. Источник: Wikimedia Commons. Изображение Земли из НАСА; аранжировка brews_ohare

Земля и Луна рассматриваются как изолированная система объектов измеримого размера, вращающихся вокруг своего центра масс, расположенного на линии, соединяющей соответствующие центры.

Эта точка находится ближе к Земле, чем к Луне, имея первую большую массу. Он расположен примерно в 4641 км от центра Земли и называется центром тяжести.

Законы

Движение Луны регулируется законами Кассини, провозглашенными в 1693 году Джованни Кассини (1625-1712):

-Луна имеет синхронное вращение с Землей, так как у нее одинаковый период вращения и перемещения, таким образом, она всегда показывает одно и то же лицо земным наблюдателям.

-Наклон лунной экваториальной плоскости и эклиптики постоянный.

- Лунная ось вращения, нормаль к эклиптике - плоскости орбиты Земли - и нормаль к плоскости орбиты Луны копланарны.

Вращение и перевод Луны

Луна совершает вращательное движение вокруг собственной оси примерно за 27,32 дня. Этот период вращения называется сидерическим месяцем. Согласно первому закону Кассини, это также время, за которое Луна обращается вокруг Земли.

Рисунок 2. Анимация, показывающая движение системы Земля-Луна вокруг центра тяжести. Источник: Wikimedia Commons

Благодаря синхронному вращению наблюдатели Земли всегда видят одну и ту же сторону Луны.

Со своей стороны, синодический месяц - это время, которое проходит между двумя идентичными и последовательными лунными фазами.

Синодический месяц длится 29,53 дня, и это потому, что Земля не неподвижна, а Луна вращается вокруг нее. Чтобы относительное положение Земля-Солнце-Луна снова стало прежним, Земля должна продвинуться на 27º в своем поступательном движении вокруг Солнца.

Луна также движется вокруг Земли по эллиптической орбите с очень маленьким эксцентриситетом. Эксцентриситет эллипса является мерой его уплощения. Эта небольшая величина означает, что траектория Луны почти круговая, и она движется со скоростью 1 км / с.

Орбиты Земли и Луны пересекаются в точках, называемых узлами, которые делают возможными затмения, поскольку видимые размеры Солнца и Луны при взгляде с Земли очень похожи.

Другие движения Луны

Из-за эллиптической орбиты, по которой Луна движется вокруг Земли, а ее ось вращения наклонена на 6,60 ° по отношению к перпендикуляру к плоскости орбиты (см. Рисунок 1), существуют движения, называемые либрациями. Благодаря им мы можем видеть небольшой процент обратной стороны Луны, примерно 9%.

Наиболее заметны зависания по долготе и широте. Либрации по долготе связаны с тем, что поскольку орбита имеет эллиптическую форму, скорость переноса в перигее - ближе к Земле - больше, чем в апогее - дальше от Земли.

Таким образом, становится видимой небольшая часть поверхности около краевого меридиана, та, которая находится к востоку от указанного меридиана, когда Луна находится между перигеем и апогеем.

Точно так же часть поверхности, которая немного западнее, становится видимой, когда Луна находится между апогеем и перигеем.

С другой стороны, либрация по широте возникает из-за наклона оси вращения. Таким образом, некоторые части Луны, которые расположены немного севернее или немного южнее, могут быть видны с Земли, в зависимости от момента. Период этого парения составляет один драконий месяц, длится примерно 27 дней и 5 часов.

На следующей анимации показаны смоделированные виды Луны за один месяц:

Вращение Земли

Земля совершает вращение вокруг оси Земли в направлении запад-восток, период которого составляет 1 день или, точнее, 23 часа 56 минут и 3,5 секунды.

Скорость вращения Земли составляет 1600 км / ч на экваторе и уменьшается, пока не исчезает прямо на полюсах, где проходит ось вращения, которая наклонена на 23,44 ° по отношению к плоскости орбиты Земли, известной как эклиптика (см. рисунок 1).

Это движение отвечает за появление дня и ночи, которое управляет жизнью людей. Примерно в течение 12 часов (это зависит от широты и сезона) одно полушарие Земли получает солнечный свет и имеет более высокую температуру, а другое находится в темноте, и температура падает.

Вращение Земли происходит из-за того, как Земля сформировалась. Облако материи, давшее начало Солнечной системе, должно было вращаться, чтобы уплотнить материю. Но вращение имеет связанный угловой момент, который в отсутствие внешних моментов сохраняется.

Солнце, планеты и другие элементы солнечной системы, рассматриваемые как изолированные системы, имеют угловой момент, распределенный между их элементами.

Вот почему каждая планета имеет собственное вращательное движение с запада на восток, за исключением Венеры и Урана, которые делают противоположное, возможно, из-за столкновения с другим большим телом.

Перевод Земли

Земля также совершает движение вокруг Солнца, период которого составляет чуть более 1 года. Это движение происходит из гравитационного притяжения Солнца.

В этом движении Земля описывает эллиптическую орбиту, всегда в соответствии с законами движения планет Кеплера. Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе, это движение совершается против часовой стрелки.

Как и в случае с Луной, эксцентриситет эллипса, описывающего Землю, довольно мал. Затем орбита Земли приближается к окружности радиусом 150 x 10 ⁶ км. Это значение используется в астрономии для определения единицы расстояния, называемой астрономической единицей или AU, широко используемой для выражения расстояний в пределах Солнечной системы.

Рисунок 3. Движение земной трансляции вокруг Солнца. Источник: Wikimedia Commons.

Общая длина этого эллипса составляет 930 миллионов километров, и Земля движется по нему со скоростью 30 км / с.

Ось вращения Земли наклонена на 23,44 ° по отношению к нормали к эклиптике. По этой причине, когда наша планета движется по орбите вокруг Солнца, одно из ее полушарий больше подвержено воздействию солнечных лучей, вызывая лето, а в другом - меньше и наступает зима.

Другие движения Земли

Земля - ​​не идеальная сфера, а эллипсоид, сплющенный на полюсах. Таким образом, экваториальная выпуклость вызывает медленное качение Земли, называемое прецессией.

В этом движении земная ось вращается вокруг полюса эклиптики, очерчивая воображаемый конус, как это видно на следующем рисунке:

Рисунок. Прецессионные и нутационные движения Земли. Источник: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Земле требуется 25 767 лет, чтобы проследить этот конус. На прецессию накладывается другое возвратно-поступательное движение оси, называемое нутацией, вызванное гравитационным притяжением Луны к экваториальной выпуклости и имеющее период 18,6 года.

Ссылки

1. Остер, Л. (1984). Современная астрономия. Редакция Reverte. 37-52.
2. Типлер П. Физика для науки и техники. Том 1. 5-е. Издание. 314-316
3. Почему вращается Земля? Получено с: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Барицентр. Получено с: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Движение Земли. Получено с: es.wikipedia.org.