- Lleis
- Rotació i translació de la Lluna
- Altres moviments de la Lluna
- Rotació de la Terra
- Translació de la Terra
- Altres moviments de la Terra
- referències
Els moviments de la Terra i de la Lluna tenen el seu origen, d'una banda a l'atracció gravitacional de cadascuna exerceix sobre l'altra i per l'altra en l'atracció que al seu torn el Sol exerceix sobre tots els cossos de el sistema solar.
Tant la Terra com la Lluna tenen moviments de rotació al voltant del seu propi eix i de translació, sent aquests els més importants. Però també experimenten altres moviments secundaris de balancejos i oscil·lacions, pel fet que no són objectes puntuals, sinó que tenen dimensions apreciables ia més no són perfectament esfèrics.
Figura 1. Plans orbitals de la Terra i de la Lluna, amb les inclinacions dels eixos respectius i la distància entre els centres i el baricentre. Font: Wikimedia Commons. Earth-image from NASA; arrangement by brews_ohare
Terra i Lluna són considerades com un sistema aïllat d'objectes de mida mesurable, girant al voltant del seu centre de masses, situat sobre la línia que uneix els respectius centres.
Aquest punt està més a prop de la Terra que de la Lluna, per tenir la primera gran massa. Es troba a aproximadament 4641 km de centre de la Terra i es denomina baricentre.
Lleis
Els moviments de la Lluna es regeixen per les lleis de Cassini, enunciades en 1693 per Giovanni Cassini (1625-1712):
-La Lluna té rotació síncrona amb la Terra, ja que té igual període de rotació i translació, d'aquesta manera sempre mostra la mateixa cara als observadors terrestres.
-La inclinació de el pla equatorial lunar i l'eclíptica és constant.
-El eix de rotació lunar, la normal a l'eclíptica -el pla orbital terrestre- i la normal a el pla orbital de la Lluna són coplanars.
Rotació i translació de la Lluna
La lluna efectua un moviment de rotació al voltant del seu propi eix en 27.32 dies, aproximadament. Aquest període de rotació s'anomena mes sideral. Segons la primera llei de Cassini, aquest també és el temps que tarda la Lluna en orbitar a la Terra.
Figura 2. Animació que mostra el moviment de el sistema Terra-Lluna al voltant de l'baricentre. Font: Wikimedia Commons
La rotació síncrona és la responsable que els observadors terrestres sempre vegin la mateixa cara de la Lluna.
Per la seva banda, el mes sinòdic és el temps que transcorre entre dues fases lunars idèntiques i successives.
El mes sinòdic dura 29.53 dies i es deu al fet que la Terra no està quieta mentre la Lluna orbita al seu voltant. Perquè les posicions relatives Terra-Sol-Lluna siguin les mateixes novament, la Terra ha d'avançar 27º en el seu moviment de translació al voltant de el Sol.
La Lluna també es trasllada al voltant de la Terra seguint una òrbita el·líptica amb una excentricitat molt petita. L'excentricitat d'una el·lipse és una mesura del seu aplatament. Aquest valor tan petit vol dir que la trajectòria de la Lluna és gairebé circular, mateixa que recorre a raó d'1 km / s.
Les òrbites de la terra i de la Lluna s'intersecten en els punts anomenats nodes, que fan possibles els eclipsis, atès que vistos des de la Terra les mides aparents de el Sol i de la Lluna són molt semblants.
Altres moviments de la Lluna
A causa de l'òrbita el·líptica que segueix la Lluna al voltant de la Terra ja que el seu eix de rotació està inclinat 6.60 º respecte a la perpendicular de l'àmbit orbital (veure figura 1), hi ha uns moviments anomenats libraciones. Gràcies a ells podem veure un petit percentatge de la cara oculta de la Lluna, aproximadament un 9%.
Les libraciones més notables es produeixen en longitud i en latitud. Les libraciones en longitud es deuen al fet que, sent l'òrbita el·líptica, la velocitat de translació és més gran en el perigeu -més a prop de la Terra- que en l'apogeu -més allunyada de la Terra-.
D'aquesta manera, es fa visible una petita porció de la superfície propera a l'meridià de la vora, la qual està tot just cap a l'est d'aquest meridià quan la Lluna estigui entre perigeu i apogeu.
Igualment la porció de superfície que està una mica cap a l'oest, es fa visible quan la Lluna està entre l'apogeu i el perigeu.
Per la seva banda, la libració en latitud sorgeix del fet de la inclinació de l'eix de rotació. Així, algunes parts de la Lluna que estan una mica a nord o una mica a sud, es veuen des de la Terra, segons el moment. El període d'aquesta libració és d'un mes draconític, que dura 27 dies i 5 hores aproximadament.
La següent animació mostra vistes simulades de la Lluna durant un mes:
Rotació de la Terra
La Terra executa una rotació al voltant de l'eix terrestre en sentit oest - aquest, el període és d'1 dia o amb més precisió 23 hores, 56 minuts i 3.5 segons.
La velocitat de rotació de la Terra és de 1600 km / ha l'equador, i disminueix fins a anul·lar just en els pols, per on passa l'eix de rotació, el qual està inclinat 23.44º que fa a el pla orbital de la Terra, conegut com l'eclíptica (veure figura 1).
Aquest moviment és el responsable de l'aparició de el dia i la nit, que regeix la vida de les persones. Durant aproximadament 12 hores (varia segons la latitud i l'estació), un hemisferi terrestre rep llum de el Sol i té una major temperatura, mentre l'altre es troba a les fosques i la temperatura descendeix.
La rotació terrestre es deu a la manera en què la Terra es va formar. El núvol de matèria que va donar origen a sistema solar va haver de girar per compactar la matèria. Però el gir té associat un moment angular, que en absència de torques externs, es conserva.
El Sol, els planetes i altres membres de el sistema solar, considerats com un sistema aïllat, posseeixen aquest moment angular, distribuït entre els seus membres.
Per això cada planeta té el seu propi moviment de rotació d'oest a est, excepte Venus i Urà, que ho fan a contra, potser a causa d'una col·lisió amb un altre cos de grans dimensions.
Translació de la Terra
La Terra també realitza un moviment de revolució al voltant de el Sol, el període és de poc més d'1 any. L'origen d'aquest moviment està en l'atracció gravitatòria que el Sol exerceix.
En aquest moviment la Terra descriu una òrbita el·líptica, sempre d'acord amb les lleis de Kepler de el moviment planetari. Per a un observador situat en el pol Nord, aquest moviment es realitza en sentit contrari a les agulles de el rellotge.
A l'igual que succeeix amb la Lluna, l'excentricitat de l'el·lipse que descriu la Terra és bastant petita. Llavors l'òrbita de la Terra s'aproxima a una circumferència de radi 150 x 10 6 km. Aquest valor s'usa en astronomia per definir una unitat de distància anomenada Unitat Astronòmica o UA, molt utilitzada per expressar distàncies dins de el sistema solar.
Figura 3. Moviment de translació de la Terra al voltant del Sol. Font: Wikimedia Commons.
La longitud total d'aquesta el·lipse és de 930 milions de quilòmetres, dels quals la Terra recorre amb velocitat de 30 km / s.
L'eix de rotació de la Terra està inclinat 23.44º respecte a la normal a l'eclíptica. Per això a mesura que el nostre planeta recorre la seva òrbita al voltant de el Sol, un dels seus hemisferis queda més exposat als raigs solars, produint-se el estiu, mentre que en l'altre l'exposició és menor i sorgeix l'hivern.
Altres moviments de la Terra
La Terra no és una esfera perfecta, sinó un el·lipsoide aplatat en els pols. Per això la inflor equatorial causa un lent moviment de balanceig sobre la Terra anomenat precessió.
En aquest moviment, l'eix terrestre realitza una rotació al voltant d'el pol de l'eclíptica, traçant un con imaginari, com s'observa a la figura següent:
Figura. Moviments de precessió i nutació de la Terra. Font: Wikimedia Commons.
La Terra triga 25.767 anys en traçar aquest con. Superposat a la precessió, està un altre moviment de vaivé de l'eix, anomenat nutació, ocasionat per l'atracció gravitatòria de la Lluna sobre la inflor equatorial i que té un període de 18.6 anys.
referències
- Oster, L. (1984). Astronomia Moderna. Editorial Reverte. 37-52.
- Tipler, P. Física per a Ciències i Enginyeria. Volum 1. 5ta. Edició. 314-316
- Why is Earth rotating? Recobrat de: spaceplace.nasa.gov.
- Wikipedia. Barycenter. Recuperat de: es.wikipedia.org.
- Wikipedia. Moviments de la Terra. Recuperat de: es.wikipedia.org.