KRETANJE MJESECA I ZEMLJE: ROTACIJA I PRIJEVOD - ZNANOST - 2026

Na kretanje Zemlje i Mjeseca imaju svoje podrijetlo, s jedne strane, u gravitacijskom privlačenju svakih ispoljava na druge i, s druge strane, u privlačnosti da se Sunce pak vrši na svim tijelima Sunčeva sustava.

I Zemlja i Mjesec imaju rotacijske pokrete oko vlastite osi i prijevoda, a oni su najvažniji. Ali oni također doživljavaju i druga sekundarna gibanja ravnoteže i oscilacija, jer oni nisu točkasti objekti, ali imaju vidljive dimenzije i također nisu savršeno sferični.

Slika 1. Orbitalne ravnine Zemlje i Mjeseca, s nagibima odgovarajućih osi i razmakom između središta i težišta. Izvor: Wikimedia Commons. Slika Zemlje od NASA-e; aranžman po brews_ohare

Zemlja i Mjesec smatraju se izoliranim sustavom predmeta mjerljive veličine koji se okreću oko njihovog središta mase, smještenog na liniji koja se spaja s odgovarajućim centrima.

Ova je točka bliža Zemlji nego Mjesecu, ima prvu veću masu. Nalazi se otprilike 4641 km od središta Zemlje i naziva se težištem.

zakoni

Kretanje Mjeseca regulirano je Cassinijevim zakonima koje je 1693. nabrajao Giovanni Cassini (1625-1712):

- Mjesec ima sinkronu rotaciju sa Zemljom, budući da ima isto razdoblje rotacije i prevođenja, pa uvijek pokazuje isto lice zemaljskim promatračima.

- Nagib lunarne ekvatorijalne ravnine i ekliptike je konstantan.

- Lunarna os rotacije, normalna prema ekliptici - zemaljska orbitalna ravnina - i normalna prema Mjesečevoj orbitalnoj ravnini, su koplanarne.

Rotacija i prijevod Mjeseca

Mjesec vrši rotacijski pokret oko vlastite osi za otprilike 27,32 dana. To razdoblje rotacije naziva se bočni mjesec. Prema Cassinijevom prvom zakonu, ovo je i vrijeme potrebno da Mjesec orbitira oko Zemlje.

Slika 2. Animacija koja prikazuje kretanje sustava Zemlja-Mjesec oko središta gravitacije. Izvor: Wikimedia Commons

Za sinkronu rotaciju odgovorni su promatrači Zemlje koji uvijek vide istu stranu Mjeseca.

Sa svoje strane, sinodski mjesec je vrijeme koje proteče između dvije identične i uzastopne mjesečeve faze.

Sinodički mjesec traje 29,53 dana i to zato što Zemlje nije još dok Mjesec orbitira oko nje. Da bi relativni položaji Zemlja-Sunce i Mjesec opet bili isti, Zemlja mora napredovati za 27 ° u svom translacijskom kretanju oko Sunca.

Mjesec također putuje oko Zemlje slijedeći eliptičnu orbitu s vrlo malim ekscentričnošću. Ekscentričnost elipse mjera je njenog spljoštenosti. Ova mala vrijednost znači da je putanja Mjeseca gotovo kružna, kojom se kreće brzinom od 1 km / s.

Orbita Zemlje i Mjeseca presijecaju se u točkama zvanim čvorovi, koji omogućavaju pomračenje, budući da su sa Zemlje vidljive veličine Sunca i Mjeseca vrlo slične.

Ostali pokreti Mjeseca

Zbog eliptične orbite koju Mjesec prati oko Zemlje i njegova je os rotacije nagnuta za 6,60 ° u odnosu na okomicu orbitalne ravnine (vidi sliku 1), postoje pokreti zvani biblioteke. Zahvaljujući njima možemo vidjeti mali postotak daleke strane Mjeseca, otprilike 9%.

Najistaknutiji lebdeći su u zemljopisnoj širini i zemljopisnoj širini. Biblioteke po dužini nastaju zbog činjenice da je, eliptična orbita, brzina prevođenja veća na perigeju - bliže Zemlji - nego u apogeju - dalje od Zemlje.

Na taj način postaje vidljiv mali dio površine blizu rubnog meridijana, onaj koji se nalazi istočno od spomenutog meridijana, kada se Mjesec nalazi između perigeja i apogeja.

Isto tako, dio površine koji je malo prema zapadu postaje vidljiv kada je Mjesec između apogeja i perigeja.

S druge strane, dizanje u zemljopisnoj širini nastaje zbog nagiba osi rotacije. Dakle, neki dijelovi Mjeseca koji su malo sjeverniji ili malo južniji, mogu se vidjeti sa Zemlje, ovisno o trenutku. Razdoblje ovog lebdenja je jedan drakonski mjesec, i traje otprilike 27 dana i 5 sati.

Sljedeća animacija prikazuje simulirane prikaze Mjeseca za mjesec dana:

Rotacija Zemlje

Zemlja vrši rotaciju oko Zemljine osi u smjeru zapad-istok, čije je razdoblje 1 dan ili točnije 23 sata, 56 minuta i 3,5 sekunde.

Brzina rotacije Zemlje iznosi 1600 km / h na ekvatoru i smanjuje se sve dok ne nestane točno na polovima gdje prolazi os rotacije koja je nagnuta 23,44 ° u odnosu na orbitalnu ravninu Zemlje, poznatu kao ekliptika (vidi sliku 1).

Ovaj je pokret odgovoran za pojavu dana i noći, koji upravljaju životima ljudi. Otprilike 12 sati (razlikuje se u odnosu na zemljopisnu širinu i godišnje doba), jedna zemaljska hemisfera prima sunčevu svjetlost i višu temperaturu, dok je druga u mraku i temperatura pada.

Zemljina rotacija je zbog načina na koji se Zemlja formirala. Oblak materije koji je stvorio solarni sustav morao se okretati da bi se tvar zbijenila. No rotacija ima pridruženi kutni zamah, koji se u nedostatku vanjskih zakretnih momenata čuva.

Sunce, planeti i drugi članovi Sunčevog sustava koji se smatraju izoliranim sustavom imaju taj kutni zamah, raspoređen među svojim članovima.

Zbog toga svaki planet ima svoje rotacijsko kretanje od zapada do istoka, osim Venere i Urana, koji rade suprotno, možda zbog sudara s drugim velikim tijelom.

Prijevod Zemlje

Zemlja također čini pokret revolucije oko Sunca, čije je razdoblje nešto više od 1 godine. Ishodište ovog kretanja je u gravitacijskoj privlačnosti koju Sunce vrši.

U ovom pokretu Zemlja opisuje eliptičnu orbitu, uvijek u skladu s Keplerovim zakonima kretanja planeta. Za promatrača smještenog na Sjevernom polu, to se kretanje vrši u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Kao i kod Mjeseca, ekscentričnost elipse koja opisuje Zemlju je prilično mala. Tada se orbita Zemlje približava opsegu polumjera 150 x 10 ⁶ km. Ova se vrijednost koristi u astronomiji za definiranje jedinice udaljenosti nazvane Astronomska jedinica ili AU, koja se široko koristi za iskazivanje udaljenosti unutar Sunčevog sustava.

Slika 3. Kretanje zemljinog prijevoda oko Sunca. Izvor: Wikimedia Commons.

Ukupna duljina ove elipse je 930 milijuna kilometara kojom Zemlja putuje brzinom od 30 km / s.

Osovina rotacije Zemlje nagnuta je 23,44 ° u odnosu na normalu prema ekliptiku. Iz tog razloga, dok naš planet putuje svojom orbitom oko Sunca, jedna je njegova hemisfera više izložena sunčevim zracima, proizvodeći ljeto, dok je na drugoj izloženost manja i nastaje zima.

Ostali pokreti Zemlje

Zemlja nije savršena sfera, već je elipsoid spljošten na polovima. Dakle, ekvatorijalna izbočina uzrokuje sporo kretanje na Zemlji zvano precesija.

U tom se kretanju zemaljska os okreće oko pola ekliptike, prateći zamišljeni konus, kao što se može vidjeti na sljedećoj slici:

Lik. Recesijski i nutacijski pokreti Zemlje. Izvor: Wikimedia Commons.

Zemlji je potrebno 25.767 godina da uđe u trag ovom konusu. Nadpoložen precesiji je još jedan pomicni pokret osi, nazvan nutacija, uzrokovan gravitacijskim povlačenjem Mjeseca na ekvatorijalnoj izbočini i ima razdoblje od 18,6 godina.

Reference

1. Oster, L. (1984). Moderna astronomija. Uredništvo Reverte. 37-52.
2. Tipler, P. Fizika za znanost i inženjerstvo. Svezak 1. 5. Izdanje. 314-316
3. Zašto se Zemlja rotira? Preuzeto s: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Težište. Oporavilo sa: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Kretanja Zemlje. Oporavilo sa: es.wikipedia.org.