지구와 달 의 움직임은 한편으로는 각각의 중력 적 인력이 다른 한편으로는 다른 한편으로는 태양이 차례로 태양계의 모든 몸에 발휘하는 인력에서 그 기원을 가지고 있습니다.
지구와 달은 모두 자신의 축과 평행 이동을 중심으로 회전 운동을하며, 이것이 가장 중요합니다. 그러나 그들은 또한 균형과 진동의 다른 이차적 인 움직임을 경험합니다. 왜냐하면 그것들은 점 물체가 아니지만 상당한 치수를 가지고 있고 또한 완벽하게 구형이 아니기 때문입니다.
그림 1. 지구와 달의 궤도면, 각 축의 기울기와 중심과 무게 중심 사이의 거리. 출처 : Wikimedia Commons. NASA의 지구 이미지; brews_ohare의 배열
지구와 달은 각각의 중심을 연결하는 선에 위치한 질량 중심을 중심으로 회전하는 측정 가능한 크기의 물체의 고립 된 시스템으로 간주됩니다.
이 지점은 첫 번째 질량이 큰 달보다 지구에 더 가깝습니다. 그것은 지구 중심에서 약 4641km 떨어져 있으며 무게 중심이라고 불립니다.
법률
달의 움직임은 1693 년 Giovanni Cassini (1625-1712)에 의해 선언 된 Cassini의 법칙에 따릅니다.
-달은 같은 자전과 병진주기를 가지고 있기 때문에 지구와 동기 자전을합니다. 이런 식으로 지구 관측자들에게 항상 같은 얼굴을 보여줍니다.
-달의 적도면과 황도의 기울기는 일정합니다.
-달의 회전축, 황도에 대한 법선-지구 궤도면-및 달의 궤도면에 대한 법선은 동일 평면 상에 있습니다.
달의 회전 및 이동
달은 약 27.32 일 동안 자체 축을 중심으로 회전 운동을합니다. 이 순환 기간을 항성 월이라고합니다. 카시니의 첫 번째 법칙에 따르면 이것은 달이 지구를 공전하는 데 걸리는 시간이기도합니다.
그림 2. 무게 중심 주변의 지구-달 시스템의 움직임을 보여주는 애니메이션. 출처 : Wikimedia Commons
동기 회전은 지구 관측자들이 항상 달의 같은면을 보는 것을 책임집니다.
그 부분에있어서, 종결의 달은 두 개의 동일하고 연속적인 달의 위상 사이에 경과하는 시간입니다.
통 조의 달은 29.53 일 동안 지속되며 달이 그 주위를 공전하는 동안 지구가 아직 움직이지 않기 때문입니다. 상대적인 지구-태양-달 위치가 다시 동일 해지려면 지구는 태양 주위의 병진 운동에서 27º 전진해야합니다.
달은 또한 매우 작은 편심으로 타원 궤도를 따라 지구 주위를 여행합니다. 타원의 편심은 평탄화의 척도입니다. 이 작은 값은 달의 궤적이 거의 원형이며 1km / s의 속도로 이동 함을 의미합니다.
지구와 달의 궤도는 노드라고 불리는 지점에서 교차하여 일식을 가능하게합니다. 지구에서 볼 때 태양과 달의 겉보기 크기가 매우 유사하기 때문입니다.
달의 다른 움직임
달이 지구를 중심으로 타원 궤도를 따르고 그 회전축이 궤도면의 수직에 대해 6.60º 기울어 져 있기 때문에 (그림 1 참조) 해방이라고하는 움직임이 있습니다. 그들 덕분에 우리는 달의 먼 쪽의 약 9 %를 볼 수 있습니다.
가장 눈에 띄는 호버는 경도와 위도입니다. 경도의 해방은 타원 궤도이기 때문에 변환 속도가 지구에서 먼 원점보다 지구에 더 가까운 근지점에서 더 빠르기 때문입니다.
이런 식으로 가장자리 자오선 근처의 표면의 작은 부분이 보이게됩니다. 달이 근지점과 정점 사이에있을 때 경락의 동쪽에있는면입니다.
마찬가지로, 달이 정점과 근점 사이에있을 때 약간 서쪽에있는 표면 부분이 보입니다.
반면에 위도의 해방은 회전축의 기울기 때문에 발생합니다. 따라서 달의 약간 북쪽 또는 약간 남쪽 인 달의 일부는 순간에 따라 지구에서 볼 수 있습니다. 이 호버링 기간은 약 27 일 5 시간 동안 지속되는 한 달입니다.
다음 애니메이션은 한 달 동안의 시뮬레이션 된 달보기를 보여줍니다.
지구의 자전
지구는 서동 방향으로 지구 축을 중심으로 자전을 실행하며,주기는 1 일 또는 더 정확하게는 23 시간 56 분 3.5 초입니다.
지구의 자전 속도는 적도에서 1600km / h이며, 회전축이 지나가는 극점에서 바로 사라질 때까지 감소합니다. 회전축은 지구 궤도면에 대해 23.44º 기울어집니다. 황도 (그림 1 참조).
이 운동은 사람들의 삶을 지배하는 낮과 밤의 출현을 담당합니다. 약 12 시간 (위도와 계절에 따라 다름) 동안 지구의 한쪽 반구는 햇빛을 받고 온도가 더 높고 다른 반구는 어두워서 온도가 떨어집니다.
지구의 자전은 지구가 형성된 방식 때문입니다. 태양계를 일으킨 물질의 구름은 물질을 압축하기 위해 회전해야했습니다. 그러나 회전은 관련된 각운동량을 가지며, 외부 토크가 없을 경우 보존됩니다.
고립 된 시스템으로 간주되는 태양, 행성 및 태양계의 다른 구성원은 구성원 사이에 분포 된 각운동량을 가지고 있습니다.
그렇기 때문에 각 행성은 다른 큰 물체와의 충돌로 인해 반대되는 금성과 천왕성을 제외하고는 서쪽에서 동쪽으로 자체 회전 운동을합니다.
지구의 번역
지구는 또한 1 년이 조금 넘는 기간 인 태양을 중심으로 혁명 운동을합니다. 이 운동의 기원은 태양이 발휘하는 중력 적 인력에 있습니다.
이 운동에서 지구는 항상 케플러의 행성 운동 법칙에 따라 타원 궤도를 묘사합니다. 북극에 위치한 관찰자의 경우이 움직임은 시계 반대 방향으로 수행됩니다.
달과 마찬가지로 지구를 나타내는 타원의 편심도는 매우 작습니다. 그런 다음 지구의 궤도는 반경 150 x 10 6 km 의 원주에 접근합니다 .이 값은 천문학에서 태양계 내 거리를 표현하는 데 널리 사용되는 천문 단위 또는 AU라는 거리 단위를 정의하는 데 사용됩니다.
그림 3. 태양을 중심으로 한 지구 번역의 움직임 출처 : Wikimedia Commons.
이 타원의 총 길이는 9 억 3 천만 킬로미터이며 지구는 30km / s의 속도로 이동합니다.
지구의 자전축은 법선에서 황도까지 23.44º 기울어 져 있습니다. 이러한 이유로 우리 행성이 태양 주위를 공전 할 때 반구 중 하나는 태양 광선에 더 많이 노출되어 여름을 생성하고 다른 하나는 노출이 적고 겨울이 발생합니다.
지구의 다른 움직임
지구는 완전한 구체가 아니지만 극에서 평평한 타원체입니다. 따라서 적도 팽창은 세차 운동이라고하는 지구상에서 느린 구르는 운동을 일으 킵니다.
이 운동에서 지구의 축은 다음 그림에서 볼 수 있듯이 가상의 원뿔을 따라 황도의 극을 중심으로 회전합니다.
그림. 지구의 세차 운동과 영양 운동. 출처 : Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.
이 원뿔을 추적하려면 지구가 25,767 년이 걸립니다. 세차 운동에 겹쳐진 것은 적도 돌출부에서 달의 중력 적 당김에 의해 발생하는 장동이라고하는 축의 또 다른 왕복 운동이며 기간은 18.6 년입니다.
참고 문헌
- Oster, L. (1984). 현대 천문학. 편집 되돌리기. 37-52.
- Tipler, P. 물리학 및 공학. 1 권. 판. 314-316
- 지구가 회전하는 이유는 무엇입니까? 검색 출처 : spaceplace.nasa.gov.
- Wikipedia. Barycenter. 출처 : es.wikipedia.org.
- Wikipedia. 지구의 움직임. 출처 : es.wikipedia.org.