תנועות הירח והאדמה: סיבוב ותרגום - מַדָע - 2025

התנועות של כדור הארץ והירח יש מוצאם, מחד גיסא, את כוח המשיכה של כל אחת מפעיל על אחרים, ומצד שני, ב האטרקציה כי מפעיל השמש בתורו על כל הגופים במערכת השמש.

גם לכדור הארץ וגם לירח תנועות סיבוביות סביב צירם והתרגום שלהם, ואלה הם החשובים ביותר. אך הם חווים גם תנועות משניות אחרות של איזונים ותנודות, מכיוון שאינם אובייקטים נקודתיים, אך יש להם ממדים ניכרים וגם אינם כדוריים לחלוטין.

איור 1. מטוסים מסלולית של כדור הארץ והירח, עם נטיות הצירים המתאימים והמרחק בין המרכזים למרכז הכובד. מקור: Wikimedia Commons. תמונת כדור הארץ מנאס"א; סידור מאת brews_ohare

כדור הארץ והירח נחשבים למערכת מבודדת של עצמים בגודל מדיד, המסתובבים סביב מרכז המסה שלהם, הממוקם על הקו המצטרף למרכזים המתאימים.

נקודה זו קרובה יותר לכדור הארץ מאשר לירח, בעלת המסה הראשונה הגדולה יותר. הוא ממוקם כ- 4641 ק"מ ממרכז כדור הארץ ונקרא מרכז הכובד.

חוקים

תנועות הירח נשלטות על ידי חוקי קאסיני, שהוחזקו בשנת 1693 על ידי ג'ובאני קאסיני (1625-1712):

-לירח יש סיבוב סינכרוני עם כדור הארץ, מכיוון שיש לו אותה תקופה של סיבוב ותרגום, באופן זה הוא תמיד מראה את אותם הפנים בפני משקיפים יבשתיים.

-הנטייה של המישור המשווה הירחי והאקליפטיקה היא קבועה.

-ציר הסיבוב הירחי, הנורמלי לאקליפטי - מישור האורביטל של כדור הארץ - והנורמלי למישור המסלול של הירח הם מישוריים.

סיבוב ותרגום של הירח

הירח מבצע תנועה סיבובית סביב צירו שלו בכ- 27.32 יום. תקופת הסיבוב הזו נקראת החודש הסידורי. על פי החוק הראשון של קאסיני, זהו גם הזמן שלוקח לירח למסלול כדור הארץ.

איור 2. אנימציה המציגה את תנועת מערכת כדור הארץ-ירח סביב מרכז הכובד. מקור: Wikimedia Commons

סיבוב סינכרוני אחראי לכך שצופי כדור הארץ רואים תמיד את אותו צד של הירח.

החודש הסינודי מצידו הוא הזמן שחלף בין שני שלבי ירח זהים ורצופים.

החודש הסינודי נמשך 29.53 ימים וזה מכיוון שכדור הארץ אינו עדיין בזמן שהירח מקיף אותו. כדי שתנוחות כדור הארץ-שמש-ירח יחזרו להיות זהות, על כדור הארץ להתקדם 27 מעלות בתנועתו התרגומית סביב השמש.

הירח גם מסתובב סביב כדור הארץ בעקבות מסלול אליפטי עם אקסצנטריות קטנה מאוד. האקסצנטריות של אליפסה היא מדד לשטחתו. פירושו של ערך קטן זה הוא שתוואי הירח כמעט מעגלי, אותו הוא נוסע בקצב של 1 קמ"ש.

מסלולי כדור הארץ והירח מצטלבים בנקודות המכונות צמתים, המאפשרים ליקוי חמה, מכיוון שנראה מכדור הארץ הגדלים הנראים של השמש והירח דומים מאוד.

תנועות אחרות של הירח

בשל מסלולו האליפטי שהירח עוקב סביב כדור הארץ וציר הסיבוב שלו נוטה 6.60 מעלות ביחס לניצב המישור האורביטאלי (ראו איור 1), ישנן תנועות הנקראות ליברציות. בזכותם אנו יכולים לראות אחוז קטן מהצד הרחוק של הירח, כ 9%.

המרחפים הבולטים ביותר הם באורך רוחב ו רוחב. הספריות באורך נובעות מהיותה, בהיותה מסלול האליפטי, מהירות התרגום גדולה יותר על הדבורה - קרובה יותר לכדור הארץ - מאשר על האפוגי - רחוק יותר מכדור הארץ.

באופן זה נראה חלק קטן מהמשטח בסמוך למרידיאן הקצה, זה שנמצא ממש ממזרח למרידיאן האמור כאשר הירח נמצא בין פרגיה לאפוגי.

באופן דומה, החלק של פני השטח שנמצא מעט מערבה נראה לעין כאשר הירח נמצא בין אפוגי לדבורה.

מצד שני, הליברציה בקו הרוח מתעוררת בגלל נטיית ציר הסיבוב. לפיכך, ניתן לראות מכמה כדור הארץ חלקים מהירח שנמצאים מעט צפונית או מעט דרומית, תלוי ברגע. תקופת ריחוף זו היא חודש דרקוני אחד, הנמשך כ- 27 יום ו -5 שעות.

ההנפשה הבאה מציגה תצוגות מדומות של הירח למשך חודש:

סיבוב כדור הארץ

כדור הארץ מבצע סיבוב סביב ציר כדור הארץ בכיוון מערב-מזרח, שתקופתו היא יום אחד או ליתר דיוק 23 שעות, 56 דקות ו -3.5 שניות.

מהירות הסיבוב של כדור הארץ היא 1600 קמ"ש בקו המשווה, ויורדת עד שהוא נעלם ממש בקטבים, שם עובר ציר הסיבוב, אשר נוטה 23.44 מעלות ביחס למישור האורבלי של כדור הארץ, המכונה הליקוי (ראה איור 1).

תנועה זו אחראית להופעת היום והלילה, השולטת בחיי האנשים. במשך 12 שעות בערך (זה משתנה לפי קו הרוחב והעונה), חצי כדור הארץ האחד מקבל אור שמש ובעל טמפרטורה גבוהה יותר ואילו השני בחושך והטמפרטורה יורדת.

סיבוב כדור הארץ נובע מהאופן בו נוצר כדור הארץ. ענן החומר שהוליד את מערכת השמש נאלץ להסתובב כדי לדחוס את החומר. אך לסיבוב יש מומנטום זוויתי קשור, בהיעדר מומנט חיצוני נשמר.

לשמש, לכוכבי הלכת ולחברים אחרים במערכת השמש, הנחשבים למערכת מבודדת, יש את התנופה הזוויתית ההיא המופצת בין חבריהם.

זו הסיבה שלכל כוכב לכת יש תנועה סיבובית משלו ממערב למזרח, למעט ונוס ואורנוס שעושים את ההפך, אולי בגלל התנגשות עם גוף גדול אחר.

תרגום כדור הארץ

כדור הארץ גם מבצע תנועה של מהפכה סביב השמש, שתקופתה קצת יותר משנה. מקורה של תנועה זו הוא במשיכה הכבידה שמפעילה השמש.

בתנועה זו כדור הארץ מתאר מסלול אליפטי, תמיד בהתאם לחוקי התנועה הפלנטרית של קפלר. עבור צופה הממוקם בקוטב הצפוני, תנועה זו נעשית בכיוון נגד כיוון השעון.

בדומה לירח, האקסצנטריות של האליפסה המתארת ​​את כדור הארץ היא די קטנה. ואז מסלול כדור הארץ מתקרב להיקף של רדיוס 150 x 10 ⁶ ק"מ. ערך זה משמש באסטרונומיה להגדרת יחידת מרחק הנקראת יחידה אסטרונומית או AU, המשמשת באופן נרחב כדי לבטא מרחקים בתוך מערכת השמש.

איור 3. איור 3. התרגום של כדור הארץ סביב השמש. מקור: Wikimedia Commons.

האורך הכולל של אליפסה זו הוא 930 מיליון ק"מ, אשר כדור הארץ נוסע במהירות של 30 קמ"ש.

ציר הסיבוב של כדור הארץ נוטה 23.44 מעלות ביחס לנורמלי לאקליפטי. מסיבה זו, ככל שכוכב הלכת שלנו מסתובב במסלולו סביב השמש, אחת ההמיספרות שלו חשופה יותר לקרני השמש, ומייצרת קיץ, בעוד שבאחרת החשיפה פחותה והחורף מתעורר.

תנועות אחרות של כדור הארץ

כדור הארץ אינו כדור מושלם, אלא אליפסואידי שטוח בקטבים. כך שהתפיחה המשוונית גורמת לתנועה מתגלגלת איטית על כדור הארץ שנקראת פרציסיה.

בתנועה זו מסתובב ציר כדור הארץ סביב מוט האקליפטי, ומתחקה אחר חרוט דמיוני, כפי שניתן לראות באיור הבא:

דמות. תנועות קדימה ותזונה של כדור הארץ. מקור: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

לוקח כדור הארץ 25,767 שנים להתחקות אחר חרוט זה. מוטל על התהליך נמצא תנועה הדדית נוספת של הציר, הנקראת אגוז, הנגרמת על ידי משיכת הכבידה של הירח על בליטה המשוונית והיא תקופה של 18.6 שנים.

הפניות

1. אוסטר, ל. (1984). אסטרונומיה מודרנית. Reverte העריכה. 37-52.
2. טיפלר, פ. פיסיקה למדע והנדסה. כרך 1. חמישי. מַהֲדוּרָה. 314-316
3. מדוע כדור הארץ מסתובב? נלקח מ: spaceplace.nasa.gov.
4. ויקיפדיה. Barycenter. התאושש מ: es.wikipedia.org.
5. ויקיפדיה. תנועות כדור הארץ. התאושש מ: es.wikipedia.org.