Tyto pohyby Země a Měsíce mají svůj původ, na jedné straně, v přitažlivosti pro každého z nich působí na druhé straně a na straně druhé, v přitažlivosti, že Slunce zase působí na všech těles sluneční soustavy.
Jak Země, tak Měsíc mají rotační pohyby kolem své vlastní osy a translace, což jsou nejdůležitější. Zažívají však i jiné sekundární pohyby vah a oscilací, protože nejsou bodovými objekty, ale mají značné rozměry a také nejsou dokonale kulové.
Obrázek 1. Orbitální roviny Země a Měsíce se sklony příslušných os a vzdáleností mezi středy a těžištěm. Zdroj: Wikimedia Commons. Obraz Země z NASA; aranžování brews_ohare
Země a Měsíc jsou považovány za izolovaný systém objektů měřitelné velikosti, otáčející se kolem jejich středu hmoty, umístěné na linii, která se spojuje s příslušnými středy.
Tento bod je blíže k Zemi než k Měsíci a má první větší hmotu. Nachází se přibližně 4641 km od středu Země a nazývá se těžištěm.
Zákony
Pohyby Měsíce se řídí zákony Cassini, vyhlášenými v roce 1693 Giovanni Cassini (1625-1712):
-Měsíc má synchronní rotaci se Zemí, protože má stejnou dobu rotace a posunu, tímto způsobem vždy ukazuje stejnou tvář pozemským pozorovatelům.
- Sklon lunární rovníkové roviny a ekliptiky je konstantní.
- Lunární osa rotace, kolmá k orbitální rovině Země a kolmá k orbitální rovině Měsíce jsou koplanární.
Rotace a překlad Měsíce
Měsíc provádí rotační pohyb kolem své vlastní osy přibližně za 27,32 dní. Toto období rotace se nazývá hvězdný měsíc. Podle Cassiniho prvního zákona je to také doba, po kterou Měsíc obíhá kolem Země.
Obrázek 2. Animace ukazující pohyb systému Země-Měsíc kolem těžiště. Zdroj: Wikimedia Commons
Synchronní rotace je zodpovědná za pozorovatele Země, kteří vždy vidí stejnou stranu Měsíce.
Synodický měsíc je časem, který uplyne mezi dvěma identickými a následujícími měsíčními fázemi.
Synodický měsíc trvá 29,53 dní a je to proto, že Země není stále, zatímco Měsíc obíhá kolem něj. Aby relativní pozice Země-Slunce-Měsíc byly opět stejné, musí Země posunout o 27 ° ve svém translačním pohybu kolem Slunce.
Měsíc také cestuje po Zemi po eliptické oběžné dráze s velmi malou excentricitou. Excentricita elipsy je mírou jejího zploštění. Tato malá hodnota znamená, že trajektorie Měsíce je téměř kruhová, kterou prochází rychlostí 1 km / s.
Oběžné dráhy Země a Měsíce se protínají v místech zvaných uzly, které umožňují zatmění, protože při pohledu ze Země jsou zjevné velikosti Slunce a Měsíce velmi podobné.
Další pohyby Měsíce
Kvůli eliptické oběžné dráze, kterou Měsíc sleduje kolem Země a jeho osa rotace je nakloněna 6,60 ° vzhledem k kolmici orbitální roviny (viz obrázek 1), existují pohyby zvané librace. Díky nim můžeme vidět malé procento vzdálené strany Měsíce, přibližně 9%.
Nejpozoruhodnější vznášedla jsou v zeměpisné délce a šířce. Librace na délku jsou způsobeny skutečností, že jako eliptická oběžná dráha je rychlost překladu větší na perigee - blíže k Zemi - než na apogee - dále od Země.
Tímto způsobem se zviditelní malá část povrchu poblíž okrajového poledníku, což je právě na východ od poledníku, když je Měsíc mezi perigee a apogee.
Podobně se část povrchu, která je mírně na západ, stane viditelnou, když je Měsíc mezi apogeem a perigee.
Na druhé straně, osvobození v zeměpisné šířce vzniká kvůli sklonu osy otáčení. Některé části Měsíce, které jsou trochu na sever nebo trochu na jih, lze tedy v závislosti na okamžiku vidět ze Země. Období tohoto vznášení je jeden drastický měsíc, který trvá přibližně 27 dní a 5 hodin.
Následující animace ukazuje simulované pohledy na Měsíc po dobu jednoho měsíce:
Rotace Země
Země provádí rotaci kolem zemské osy ve směru západ-východ, jehož perioda je 1 den nebo přesněji 23 hodin, 56 minut a 3,5 sekundy.
Rychlost rotace Země je na rovníku 1600 km / h a klesá, dokud nezmizí přímo u pólů, kde 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 i noci, který řídí životy lidí. Přibližně 12 hodin (mění se v závislosti na zeměpisné šířce a ročním období), jedna polokoule Země přijímá sluneční světlo a má vyšší teplotu, zatímco druhá je ve tmě a teplota klesá.
Rotace Země je způsobena tvorbou Země. Mrak hmoty, který vedl ke vzniku sluneční soustavy, se musel otáčet, aby zhutnil hmotu. Rotace však má přidružený moment hybnosti, který je při absenci vnějších točivých momentů zachován.
Slunce, planety a další členové sluneční soustavy, považované za izolovaný systém, mají tuto úhlovou hybnost rozloženou mezi své členy.
Proto má každá planeta svůj vlastní rotační pohyb od západu na východ, s výjimkou Venuše a Uranu, které dělají opak, snad kvůli kolizi s jiným velkým tělem.
Překlad Země
Země také dělá revoluční pohyb kolem Slunce, jehož období je něco přes 1 rok. Původ tohoto hnutí je v gravitační přitažlivosti, kterou Slunce uplatňuje.
V tomto hnutí Země popisuje eliptickou oběžnou dráhu, vždy v souladu s Keplerovými zákony planetárního pohybu. Pro pozorovatele na severním pólu se tento pohyb provádí proti směru hodinových ručiček.
Stejně jako u Měsíce je excentricita elipsy, která popisuje Zemi, poměrně malá. Poté se orbita Země přiblíží k obvodu o poloměru 150 x 10 6 km. Tato hodnota se používá v astronomii k definování jednotky vzdálenosti nazývané Astronomická jednotka nebo AU, která se široce používá k vyjádření vzdáleností ve sluneční soustavě.
Obrázek 3. Pohyb pozemského překladu 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 o 23,44 ° vzhledem k normálu k ekliptice. Z tohoto důvodu, jak naše planeta cestuje po své oběžné dráze kolem Slunce, je jedna z jejích polokoulí více vystavena slunečnímu záření a produkuje léto, zatímco ve druhé je expozice menší a vzniká zimní období.
Jiné pohyby Země
Země není dokonalá koule, ale elipsoid zploštělý u pólů. Rovníková boule způsobuje na Zemi pomalý valivý pohyb zvaný precese.
V tomto pohybu se zemská osa otáčí kolem pólu ekliptiky a sleduje imaginární kužel, jak je vidět na následujícím obrázku:
Postava. Precesní a nutriční pohyby Země. Zdroj: Wikimedia Commons.
Sledování tohoto kuželu trvá Zemi 25 767 let. Na precesi je položen další vratný pohyb osy, nazývaný nutace, způsobený gravitačním tahem Měsíce na rovníkové bouli a má období 18,6 let.
Reference
- Oster, L. (1984). Moderní astronomie. Redakční Reverte. 37-52.
- Tipler, P. Fyzika pro vědu a techniku. Svazek 1. 5.. Edice. 314-316
- Proč se Země točí? Citováno z: spaceplace.nasa.gov.
- Wikipedia. Barycenter. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
- Wikipedia. Pohyby Země. Obnoveno z: es.wikipedia.org.