MĒNESS UN ZEMES KUSTĪBAS: ROTĀCIJA UN TULKOŠANA - ZINĀTNE - 2025

Par Zemes un Mēness kustības pirmsākumi, no vienas puses, jo gravitācijas piesaistē katriem acīs, no otras puses, un, no otras puses, piesaistē, ka Saule, savukārt, iedarbojas uz visām iestādēm, no Saules sistēmas.

Gan Zemei, gan Mēnesim ir rotācijas kustības ap savu asi un tulkošanas virzienā, tās ir vissvarīgākās. Bet viņi piedzīvo arī citas līdzsvara un svārstību sekundārās kustības, jo tie nav punktveida objekti, bet tiem ir ievērojamas dimensijas un tie nav arī pilnīgi sfēriski.

1. attēls. Zemes un Mēness orbitālās plaknes ar attiecīgo asu slīpumu un attālumu starp centriem un smaguma centru. Avots: Wikimedia Commons. Zemes attēls no NASA; vienošanās ar brews_ohare

Zeme un Mēness tiek uzskatīti par izmērāmu izmēru objektu izolētu sistēmu, kas griežas ap to masas centru un atrodas uz līnijas, kas savieno attiecīgos centrus.

Šis punkts ir tuvāk Zemei nekā Mēnesim, kam ir pirmā lielākā masa. Tas atrodas aptuveni 4641 km attālumā no Zemes centra un tiek saukts par smaguma centru.

Likumi

Mēness kustības regulē Cassini likumi, kurus 1693. gadā pasludināja Džovanni Cassini (1625-1712):

- Mēnesim ir sinhrona rotācija ar Zemi, jo tam ir vienāds rotācijas un tulkošanas periods, tādā veidā tas vienmēr parāda vienu un to pašu seju zemes novērotājiem.

-Mēness ekvatoriālās plaknes un ekliptikas slīpums ir nemainīgs.

-Mēness rotācijas ass, normālā attiecībā pret ekliptiku - Zemes orbitālajā plaknē - un normālā attiecībā uz Mēness orbitālo plakni ir kopēju.

Mēness rotācija un tulkošana

Apmēram 27,32 dienu laikā mēness veic rotācijas kustību ap savu asi. Šo rotācijas periodu sauc par sānu mēnesi. Saskaņā ar Cassini pirmo likumu, tas ir arī laiks, kas nepieciešams, lai Mēness orbītā ap Zemi.

2. attēls. Animācija, kurā parādīta Zemes un Mēness sistēmas kustība ap smaguma centru. Avots: Wikimedia Commons

Sinhronā rotācija ir atbildīga par to, lai Zemes novērotāji vienmēr redzētu to pašu Mēness pusi.

Savukārt sinodiskais mēnesis ir laiks, kas paiet starp divām identiskām un secīgām Mēness fāzēm.

Sinodiskais mēnesis ilgst 29,53 dienas, un tas notiek tāpēc, ka Zeme vēl nav, kamēr Mēness riņķo ap to. Lai relatīvās Zemes, Saules un Mēness pozīcijas atkal būtu vienādas, Zemei jāvirzās par 27 ° translatīvajā kustībā ap Sauli.

Mēness arī pārvietojas pa Zemi pa eliptisku orbītu ar ļoti mazu ekscentriskumu. Elipses ekscentriskums ir tās saplacināšanas mērs. Šī mazā vērtība nozīmē, ka Mēness trajektorija ir gandrīz apļveida, un tā pārvietojas ar ātrumu 1 km / s.

Zemes un Mēness orbītas krustojas punktos, kurus sauc par mezgliem, un tas padara iespējamus aptumsumus, jo no Zemes redzamie Saules un Mēness lielumi ir ļoti līdzīgi.

Citas Mēness kustības

Sakarā ar elipsveida orbītu, ko Mēness seko ap Zemi, un tā rotācijas ass ir slīpa 6,60 ° attiecībā pret orbītas plaknes perpendikulu (skat. 1. attēlu), notiek kustības, ko sauc par librations. Pateicoties viņiem, mēs varam redzēt nelielu Mēness tālu pusi, aptuveni 9%.

Visievērojamākie kursori atrodas garumā un platumā. Libration garumā ir saistītas ar faktu, ka, būdama elipsveida orbītā, translācijas ātrums ir lielāks perigejā - tuvāk Zemei - nekā apogejam - tālāk no Zemes.

Tādā veidā kļūst redzama neliela virsmas daļa pie meridiāna malas, tā, kas atrodas tieši uz austrumiem no minētā meridiāna, kad Mēness atrodas starp perigeju un apogeju.

Tāpat virsmas daļa, kas atrodas nedaudz uz rietumiem, kļūst redzama, kad Mēness atrodas starp apogeju un perigeju.

No otras puses, libration platuma grādos rodas rotācijas ass slīpuma dēļ. Tādējādi dažas Mēness daļas, kas atrodas nedaudz uz ziemeļiem vai nedaudz uz dienvidiem, atkarībā no mirkļa ir redzamas no Zemes. Šīs svārstīšanās periods ir viens drakonisks mēnesis, kas ilgst aptuveni 27 dienas un 5 stundas.

Šajā animācijā parādīti simulēti Mēness skati viena mēneša garumā:

Zemes rotācija

Zeme griežas ap Zemes asi rietumu-austrumu virzienā, kuras periods ir 1 diena vai precīzāk 23 stundas, 56 minūtes un 3,5 sekundes.

Zemes rotācijas ātrums pie ekvatora ir 1600 km / h un samazinās, līdz tas izzūd tieši pie poliem, kur iet rotācijas ass, kura ir slīpa 23,44º attiecībā pret Zemes orbitālo plakni, kas pazīstama kā ekliptika (sk. 1. attēlu).

Šī kustība ir atbildīga par dienas un nakts parādīšanos, kas nosaka cilvēku dzīvi. Apmēram 12 stundas (tas mainās atkarībā no platuma un gadalaika) viena Zemes puslode saņem saules gaismu un tai ir augstāka temperatūra, bet otra atrodas tumsā un temperatūra pazeminās.

Zemes rotācija ir saistīta ar veidu, kā Zeme veidojās. Materiāla mākonim, kas radīja Saules sistēmu, vajadzēja griezties, lai to sablīvētu. Bet rotācijai ir saistīts leņķiskais impulss, kas saglabājas, ja nav ārēju griezes momentu.

Saulei, planētām un citiem Saules sistēmas dalībniekiem, kas tiek uzskatīti par izolētu sistēmu, ir šis leņķiskais impulss, kas ir sadalīts starp dalībniekiem.

Tāpēc katrai planētai ir sava rotācijas kustība no rietumiem uz austrumiem, izņemot Venēru un Urānu, kas rīkojas pretēji, iespējams, sakarā ar sadursmi ar citu lielu ķermeni.

Zemes tulkošana

Zeme arī veic revolūcijas kustību ap Sauli, kuras periods ir nedaudz vairāk par 1 gadu. Šīs kustības cēlonis ir gravitācijas pievilcība, ko ietekmē Saule.

Šajā kustībā Zeme raksturo eliptisku orbītu, vienmēr saskaņā ar Keplera likumiem par planētas kustību. Novērotājam, kas atrodas pie Ziemeļpola, šī kustība tiek veikta pretēji pulksteņa rādītāja virzienam.

Tāpat kā Mēness, arī elipse, kas raksturo Zemi, ekscentriskums ir diezgan mazs. Pēc tam Zemes orbītā tuvojas rādiusam, kura rādiuss ir 150 x 10 ⁶ km.Šo vērtību astronomijā izmanto, lai definētu attāluma vienību, ko sauc par Astronomisko vienību jeb AU, ko plaši izmanto, lai izteiktu attālumus Saules sistēmā.

3. attēls. Zemes tulkojuma kustība ap Sauli. Avots: Wikimedia Commons.

Šīs elipses kopējais garums ir 930 miljoni kilometru, ko Zeme pārvietojas ar ātrumu 30 km / s.

Zemes rotācijas ass ir slīpa 23,44º attiecībā pret parasto līmeni pret ekliptiku. Šī iemesla dēļ, tā kā mūsu planēta pārvietojas pa savu orbītu ap Sauli, viena no puslodēm ir vairāk pakļauta saules stariem, radot vasaru, bet otrā tā ir mazāka un rodas ziema.

Citas Zemes kustības

Zeme nav perfekta sfēra, bet pie stabiem saplacināts elipsoīds. Tātad ekvatoriālais izspiesums izraisa lēnu rites kustību uz Zemes, ko sauc par precesiju.

Šajā kustībā zemes ass griežas ap ekliptikas polu, izsekojot iedomātam konusam, kā redzams šajā attēlā:

Attēls. Zemes precesijas un uztura kustības. Avots: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Šīs konusa izsekošana prasa Zemei 25 767 gadus. Uz precesijas tiek uzlikta vēl viena abpusēja ass kustība, ko sauc par uzgriezni un ko izraisa Mēness gravitācijas vilkšana uz ekvatoriālo izspiešanos, un tās periods ir 18,6 gadi.

Atsauces

1. Osters, L. (1984). Mūsdienu astronomija. Redakcijas atsaukums. 37-52.
2. Tiplers, P. Fizika zinātnei un inženierijai. 1. sējums. Izdevums. 314-316
3. Kāpēc Zeme rotē? Saturs iegūts no: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Barycenter. Atgūts no: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Zemes kustības. Atgūts no: es.wikipedia.org.