MIȘCĂRILE LUNII ȘI ALE PĂMÂNTULUI: ROTAȚIE ȘI TRANSLAȚIE - ŞTIINŢĂ - 2025

În mișcările Pământului și Luna au originea lor, pe de o parte, în atracția gravitațională a fiecăruia , exercită pe de altă parte și, pe de altă parte, în atracția pe care Soarele în o exercită la rândul său cu privire la toate organele Sistemului Solar.

Atât Pământul cât și Luna au mișcări de rotație în jurul propriei axe și a translației, acestea fiind cele mai importante. Dar, de asemenea, experimentează alte mișcări secundare de echilibre și oscilații, deoarece nu sunt obiecte punctuale, ci au dimensiuni apreciabile și, de asemenea, nu sunt perfect sferice.

Figura 1. Planurile orbitale ale Pământului și ale Lunii, cu înclinațiile axelor respective și distanța dintre centre și centrul de greutate. Sursa: Wikimedia Commons. Imaginea Pământului de la NASA; aranjament prin brews_ohare

Pământul și Luna sunt considerate un sistem izolat de obiecte de dimensiuni măsurabile, care se învârt în jurul centrului de masă al acestora, situat pe linia care unește centrii respectivi.

Acest punct este mai aproape de Pământ decât de Lună, având prima masă mai mare. Acesta este situat la aproximativ 4641 km de centrul Pământului și este numit centrul gravitației.

legii

Mișcările Lunii sunt guvernate de legile lui Cassini, enunțate în 1693 de Giovanni Cassini (1625-1712):

-Luna are o rotație sincronă cu Pământul, deoarece are aceeași perioadă de rotație și translație, în acest fel arată întotdeauna aceeași față observatorilor terestre.

-Inclinația planului ecuatorial lunar și a eclipticii este constantă.

-Axa de rotație lunară, normală la ecliptică - planul orbital al Pământului - și cea normală pe planul orbital al Lunii sunt coplanare.

Rotirea și traducerea Lunii

Luna face o mișcare de rotație în jurul propriei axe în aproximativ 27,32 zile. Această perioadă de rotație se numește luna siderală. Conform primei legi a lui Cassini, acesta este și timpul necesar lunii pentru a orbita Pământul.

Figura 2. Animație care arată mișcarea sistemului Pământ-Lună în jurul centrului de greutate. Sursa: Wikimedia Commons

Rotația sincronă este responsabilă pentru ca observatorii Pământului să vadă mereu aceeași parte a Lunii.

La rândul său, luna sinodică este timpul care trece între două faze lunare identice și succesive.

Luna sinodică durează 29,53 zile și se datorează faptului că Pământul nu este încă în timp ce Luna orbitează în jurul ei. Pentru ca pozițiile relative Pământ-Soare-Lună să fie din nou aceleași, Pământul trebuie să avanseze 27 ° în mișcarea sa translațională în jurul Soarelui.

De asemenea, Luna călătorește în jurul Pământului urmând o orbită eliptică cu o excentricitate foarte mică. Excentricitatea unei elipse este o măsură a aplatizării ei. Această valoare mică înseamnă că traiectoria Lunii este aproape circulară, pe care o parcurge cu o viteză de 1 km / s.

Orbitele Pământului și ale Lunii se intersectează în puncte numite noduri, ceea ce face eclipsele posibile, de vreme ce s-au văzut de pe Pământ dimensiunile aparente ale Soarelui și ale Lunii sunt foarte similare.

Alte mișcări ale Lunii

Datorită orbitei eliptice pe care Luna o urmărește în jurul Pământului, iar axa de rotație este înclinată cu 6,60º în raport cu perpendiculara planului orbital (vezi figura 1), există mișcări numite liberații. Datorită lor putem vedea un procent mic din partea îndepărtată a Lunii, aproximativ 9%.

Cele mai notabile treceri sunt în lungime și latitudine. Liberările în longitudine se datorează faptului că, fiind orbita eliptică, viteza de translație este mai mare la perigeiu - mai aproape de Pământ - decât la apogeu - mai departe de Pământ.

În acest fel, o porțiune mică din suprafața din apropierea meridianului de margine devine vizibilă, cea care se află chiar la estul respectivului meridian atunci când Luna se află între perigeiu și apogeu.

De asemenea, porțiunea de suprafață care este ușor spre vest devine vizibilă atunci când Luna se află între apogeu și perigee.

Pe de altă parte, liberația în latitudine apare din cauza înclinării axei de rotație. Astfel, unele părți ale Lunii care sunt puțin nord sau puțin spre sud, pot fi văzute de pe Pământ, în funcție de moment. Perioada acestui pasaj este de o lună draconică, care durează aproximativ 27 de zile și 5 ore.

Următoarea animație arată vederi simulate ale Lunii timp de o lună:

Rotirea Pământului

Pământul execută o rotație în jurul axei Pământului într-o direcție vest-est, a cărei perioadă este de 1 zi sau mai exact 23 ore, 56 minute și 3,5 secunde.

Viteza de rotație a Pământului este de 1600 km / h la ecuator și scade până când dispare chiar la poli, unde trece axa de rotație, care este înclinată 23,44º față de planul orbital al Pământului, cunoscut sub numele de ecliptica (vezi figura 1).

Această mișcare este responsabilă de apariția zilei și a nopții, care guvernează viața oamenilor. Timp de aproximativ 12 ore (variază în funcție de latitudine și de sezon), o emisferă terestră primește lumina soarelui și are o temperatură mai ridicată, în timp ce cealaltă se află în întuneric și temperatura scade.

Rotirea Pământului se datorează modului în care s-a format Pământul. Norul de materie care a dat naștere sistemului solar a trebuit să se rotească pentru a compacta materia. Dar rotația are un moment unghiular asociat, care în absența cuplurilor externe este conservat.

Soarele, planetele și ceilalți membri ai sistemului solar, considerați ca un sistem izolat, au acel moment unghiular, distribuit între membrii lor.

De aceea, fiecare planetă are propria mișcare de rotație de la vest la est, cu excepția lui Venus și Uranus, care fac opusul, poate datorită unei coliziuni cu un alt corp mare.

Traducerea Pământului

Pământul face, de asemenea, o mișcare de revoluție în jurul Soarelui, a cărei perioadă este puțin peste un an. Originea acestei mișcări se află în atracția gravitațională pe care o exercită Soarele.

În această mișcare, Pământul descrie o orbită eliptică, întotdeauna în conformitate cu legile lui Kepler ale mișcării planetare. Pentru un observator situat la Polul Nord, această mișcare se face în sens invers acelor de ceasornic.

Ca și în cazul Lunii, excentricitatea elipsei care descrie Pământul este destul de mică. Apoi, orbita Pământului se apropie de o circumferință cu o rază de 150 x 10 ⁶ km. Această valoare este folosită în astronomie pentru a defini o unitate de distanță numită Astronomical Unit sau AU, folosită pe scară largă pentru a exprima distanțe în cadrul Sistemului Solar.

Figura 3. Mișcarea traducerii Pământului în jurul Soarelui. Sursa: Wikimedia Commons.

Lungimea totală a acestei elipse este de 930 de milioane de kilometri, pe care Pământul parcurge o viteză de 30 km / s.

Axa de rotație a Pământului este înclinată cu 23,44º față de cea normală spre ecliptică. Din acest motiv, pe măsură ce planeta noastră își deplasează orbita în jurul Soarelui, una dintre emisferele sale este mai expusă razelor solare, producând vară, în timp ce în cealaltă expunerea este mai mică și iarna apare.

Alte mișcări ale Pământului

Pământul nu este o sferă perfectă, ci un elipsoid aplatizat la poli. Așadar, bombajul ecuatorial provoacă o mișcare lentă de rulare pe Pământ numită precesie.

În această mișcare, axa pământului se rotește în jurul polului eclipticii, urmărind un con imaginar, așa cum se poate vedea în figura următoare:

Figura. Mișcări de precesiune și nutriție a Pământului. Sursa: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Este nevoie de Pământ 25.767 de ani pentru a urmări acest con. Suprapunerea pe precesie este o altă mișcare reciprocă a axei, numită nutrație, cauzată de tragerea gravitațională a Lunii pe balta ecuatorială și are o perioadă de 18,6 ani.

Referințe

1. Oster, L. (1984). Astronomie modernă. Editorial Reverte. 37-52.
2. Tipler, P. Fizică pentru știință și inginerie. Volumul 1. 5. Ediție. 314-316
3. De ce se rotește Pământul? Preluat de la: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Barycenter. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Mișcări ale Pământului. Recuperat de la: es.wikipedia.org.