PERGERAKAN BULAN DAN BUMI: PUTARAN DAN TERJEMAHAN - SAINS - 2024

The pergerakan Bumi dan Bulan mempunyai asal-usul mereka, dalam satu tangan, dalam tarikan graviti masing-masing mengenakan di pihak yang lain dan, di pihak yang lain, dalam tarikan yang matahari dalam mengenakan menghidupkan semua badan Sistem Suria.

Bumi dan Bulan mempunyai pergerakan putaran di sekitar sumbu dan terjemahan mereka sendiri, ini adalah yang paling penting. Tetapi mereka juga mengalami pergerakan keseimbangan dan ayunan sekunder yang lain, kerana ia bukan objek titik, tetapi mempunyai dimensi yang cukup besar dan juga tidak bulat sempurna.

Gambar 1. Pesawat orbit Bumi dan Bulan, dengan kecenderungan paksi masing-masing dan jarak antara pusat dan pusat graviti. Sumber: Wikimedia Commons. Gambar bumi dari NASA; susunan oleh brews_ohare

Bumi dan Bulan dianggap sebagai sistem objek terpencil dengan ukuran yang dapat diukur, berputar di sekitar pusat jisimnya, yang terletak di garis yang bergabung dengan pusat masing-masing.

Titik ini lebih dekat ke Bumi daripada ke Bulan, mempunyai jisim pertama yang lebih besar. Ia terletak kira-kira 4641 km dari pusat Bumi dan disebut pusat graviti.

Undang-undang

Pergerakan Bulan diatur oleh undang-undang Cassini, yang dinyatakan pada tahun 1693 oleh Giovanni Cassini (1625-1712):

-Bulan mempunyai putaran segerak dengan Bumi, kerana ia mempunyai tempoh putaran dan terjemahan yang sama, dengan cara ini selalu menunjukkan wajah yang sama kepada pemerhati daratan.

-Kedudukan satah khatulistiwa bulan dan ekliptik adalah berterusan.

- Paksi putaran bulan, normal ke ekliptik - satah orbit Bumi - dan normal ke satah orbit Bulan adalah koplanar.

Putaran dan terjemahan Bulan

Bulan membuat pergerakan putaran di sekitar paksinya sendiri dalam masa lebih kurang 27.32 hari. Tempoh putaran ini disebut bulan sisi. Menurut undang-undang pertama Cassini, ini juga merupakan masa yang diperlukan untuk Bulan mengorbit Bumi.

Gambar 2. Animasi yang menunjukkan pergerakan sistem Bumi-Bulan di sekitar pusat graviti. Sumber: Wikimedia Commons

Putaran segerak bertanggungjawab untuk pemerhati Bumi sentiasa melihat sisi Bulan yang sama.

Sebaliknya, bulan sinodik adalah masa yang berlalu antara dua fasa lunar yang sama dan berturut-turut.

Bulan sinodik berlangsung selama 29.53 hari dan ini kerana Bumi tidak pegun ketika Bulan mengorbit di sekitarnya. Agar kedudukan Bumi-Matahari-Bulan relatif sama lagi, Bumi mesti bergerak 27º dalam gerakan translasinya di sekitar Matahari.

Bulan juga bergerak mengelilingi Bumi mengikuti orbit elips dengan eksentrisiti yang sangat kecil. Eksentrisiti elips adalah ukuran keperitannya. Nilai kecil ini bermaksud bahawa lintasan Bulan hampir bulat, yang bergerak pada kadar 1 km / s.

Orbit Bumi dan Bulan bersilang pada titik-titik yang disebut nod, yang memungkinkan gerhana, kerana dilihat dari Bumi ukuran nyata Matahari dan Bulan sangat serupa.

Pergerakan Bulan yang lain

Oleh kerana orbit elips yang diikuti oleh Bulan mengelilingi Bumi dan sumbu putarannya cenderung 6.60º sehubungan dengan tegak lurus satah orbit (lihat gambar 1), ada pergerakan yang disebut librations. Terima kasih kepada mereka, kita dapat melihat peratusan kecil dari sisi Bulan yang jauh, sekitar 9%.

Hover yang paling terkenal adalah pada garis bujur dan garis lintang. Perpustakaan di garis bujur disebabkan oleh fakta bahawa, sebagai orbit elips, kelajuan terjemahan lebih besar pada perigee - lebih dekat dengan Bumi - daripada di apogee - lebih jauh dari Bumi.

Dengan cara ini, sebahagian kecil permukaan dekat pinggir meridian menjadi kelihatan, yang terletak di sebelah timur meridian ketika Bulan berada di antara perigee dan apogee.

Begitu juga, bahagian permukaan yang sedikit ke barat menjadi kelihatan ketika Bulan berada di antara apogee dan perigee.

Sebaliknya, pembebasan di garis lintang timbul kerana kecenderungan paksi putaran. Oleh itu, beberapa bahagian Bulan yang sedikit ke utara atau sedikit ke selatan, dapat dilihat dari Bumi, bergantung pada saat ini. Tempoh hover ini adalah satu bulan drakonik, berlangsung sekitar 27 hari dan 5 jam.

Animasi berikut menunjukkan simulasi pemandangan Bulan selama satu bulan:

Putaran Bumi

Bumi melakukan putaran di sekitar paksi Bumi ke arah barat-timur, yang tempohnya adalah 1 hari atau lebih tepat 23 jam, 56 minit dan 3.5 saat.

Kelajuan putaran Bumi adalah 1600 km / jam di khatulistiwa, dan menurun sehingga menghilang tepat di kutub, di mana paksi putaran melintas, yang condong 23.44º berkenaan dengan satah orbit Bumi, yang dikenal sebagai ekliptik (lihat gambar 1).

Pergerakan ini bertanggungjawab untuk penampilan siang dan malam, yang mengatur kehidupan orang. Selama kira-kira 12 jam (ia berbeza mengikut lintang dan musim), satu hemisfera daratan menerima cahaya matahari dan mempunyai suhu yang lebih tinggi, sementara yang lain berada dalam kegelapan dan suhu turun.

Putaran bumi disebabkan oleh cara Bumi terbentuk. Awan jirim yang menimbulkan sistem suria harus berputar untuk memadatkan jirim. Tetapi putaran mempunyai momentum sudut yang berkaitan, yang sekiranya tiada tork luaran dipelihara.

Matahari, planet-planet dan anggota lain dari sistem suria, yang dianggap sebagai sistem terpencil, mempunyai momentum sudut itu, yang tersebar di antara anggotanya.

Itulah sebabnya setiap planet mempunyai gerakan putarannya sendiri dari barat ke timur, kecuali Venus dan Uranus, yang melakukan sebaliknya, mungkin disebabkan oleh perlanggaran dengan badan besar yang lain.

Terjemahan Bumi

Bumi juga membuat gerakan revolusi mengelilingi Matahari, jangka waktu lebih dari 1 tahun. Asal pergerakan ini terletak pada tarikan graviti yang dilakukan oleh Matahari.

Dalam pergerakan ini, Bumi menggambarkan orbit elips, selalu sesuai dengan hukum pergerakan planet Kepler. Bagi pemerhati yang terletak di Kutub Utara, pergerakan ini dilakukan mengikut arah lawan jam.

Seperti Bulan, eksentrisitas elips yang menggambarkan Bumi agak kecil. Kemudian orbit Bumi mendekati lilitan radius 150 x 10 ⁶ km. Nilai ini digunakan dalam astronomi untuk menentukan satuan jarak yang disebut Unit Astronomi atau AU, yang banyak digunakan untuk menyatakan jarak dalam Sistem Suria.

Rajah 3. Pergerakan terjemahan Bumi di sekitar Matahari. Sumber: Wikimedia Commons.

Panjang keseluruhan elips ini adalah 930 juta kilometer, yang mana Bumi bergerak dengan kelajuan 30 km / s.

Paksi putaran Bumi condong 23.44º sehubungan dengan normal ke ekliptik. Atas sebab ini, ketika planet kita mengelilingi orbitnya mengelilingi Matahari, salah satu hemisferanya lebih terdedah kepada sinar matahari, menghasilkan musim panas, sementara yang lain paparannya kurang dan musim sejuk muncul.

Pergerakan Bumi yang lain

Bumi bukanlah sfera yang sempurna, tetapi sebuah elipsoid yang diratakan di kutub. Oleh itu, lonjakan khatulistiwa menyebabkan pergerakan putaran perlahan di Bumi yang disebut presien.

Dalam pergerakan ini, sumbu bumi berputar di sekitar kutub ekliptik, menelusuri kerucut khayalan, seperti yang dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar. Pergerakan presisi dan pemakanan Bumi. Sumber: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Diperlukan Bumi 25,767 tahun untuk mengesan kerucut ini. Terlalu tinggi pada penekanan adalah gerakan sumbu yang berlanjutan, yang disebut pemutaran, yang disebabkan oleh tarikan graviti Bulan pada lonjakan khatulistiwa dan mempunyai jangka masa 18.6 tahun.

Rujukan

1. Oster, L. (1984). Astronomi Moden. Reverte Pengarang. 37-52.
2. Tipler, P. Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. ke-5. Edisi. 314-316
3. Mengapa Bumi berputar? Diperolehi dari: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Barycenter. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Pergerakan Bumi. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.