- Legislazione
- Rotazione e traslazione della Luna
- Altri movimenti della Luna
- Rotazione della Terra
- Traduzione della Terra
- Altri movimenti della Terra
- Riferimenti
I movimenti della Terra e della Luna hanno origine, da un lato, nell'attrazione gravitazionale che ciascuno esercita dall'altro e, dall'altro, nell'attrazione che il Sole a sua volta esercita su tutti i corpi del Sistema Solare.
Sia la Terra che la Luna hanno movimenti rotatori attorno al proprio asse e di traslazione, essendo questi i più importanti. Ma sperimentano anche altri movimenti secondari di equilibri e oscillazioni, perché non sono oggetti puntiformi, ma hanno dimensioni apprezzabili e inoltre non sono perfettamente sferici.
Figura 1. Piani orbitali della Terra e della Luna, con le inclinazioni dei rispettivi assi e la distanza tra i centri e il centro di gravità. Fonte: Wikimedia Commons. Immagine della Terra dalla NASA; arrangiamento di brews_ohare
La Terra e la Luna sono considerate come un sistema isolato di oggetti di dimensioni misurabili, che ruotano attorno al loro centro di massa, situato sulla linea che unisce i rispettivi centri.
Questo punto è più vicino alla Terra che alla Luna, avendo la prima massa maggiore. Si trova a circa 4641 km dal centro della Terra ed è chiamato il centro di gravità.
Legislazione
I movimenti della Luna sono regolati dalle leggi di Cassini, enunciate nel 1693 da Giovanni Cassini (1625-1712):
-La Luna ha una rotazione sincrona con la Terra, poiché ha lo stesso periodo di rotazione e traslazione, in questo modo mostra sempre la stessa faccia agli osservatori terrestri.
-L'inclinazione del piano equatoriale lunare e dell'eclittica è costante.
-L'asse di rotazione lunare, la normale all'eclittica -il piano orbitale terrestre- e la normale al piano orbitale della Luna sono complanari.
Rotazione e traslazione della Luna
La luna compie un movimento rotatorio attorno al proprio asse in circa 27,32 giorni. Questo periodo di rotazione è chiamato mese siderale. Secondo la prima legge di Cassini, questo è anche il tempo impiegato dalla Luna per orbitare attorno alla Terra.
Figura 2. Animazione che mostra il movimento del sistema Terra-Luna attorno al centro di gravità. Fonte: Wikimedia Commons
La rotazione sincrona è responsabile per gli osservatori della Terra che vedono sempre lo stesso lato della Luna.
Da parte sua, il mese sinodico è il tempo che intercorre tra due fasi lunari identiche e successive.
Il mese sinodico dura 29,53 giorni ed è perché la Terra non è ferma mentre la Luna orbita attorno ad essa. Affinché le posizioni relative Terra-Sole-Luna siano di nuovo le stesse, la Terra deve avanzare di 27 ° nel suo movimento di traslazione attorno al Sole.
La Luna viaggia anche intorno alla Terra seguendo un'orbita ellittica con un'eccentricità molto piccola. L'eccentricità di un'ellisse è una misura del suo appiattimento. Questo piccolo valore significa che la traiettoria della Luna è quasi circolare, che percorre a una velocità di 1 km / s.
Le orbite della Terra e della Luna si intersecano in punti chiamati nodi, che rendono possibili le eclissi, poiché viste dalla Terra le dimensioni apparenti del Sole e della Luna sono molto simili.
Altri movimenti della Luna
A causa dell'orbita ellittica che la Luna segue attorno alla Terra e il suo asse di rotazione è inclinato di 6,60º rispetto alla perpendicolare del piano orbitale (vedi figura 1), ci sono movimenti chiamati librazioni. Grazie a loro possiamo vedere una piccola percentuale del lato più lontano della Luna, circa il 9%.
I passaggi più notevoli sono in longitudine e latitudine. Le librazioni in longitudine sono dovute al fatto che, essendo l'orbita ellittica, la velocità di traslazione è maggiore al perigeo - più vicino alla Terra - che all'apogeo - più lontano dalla Terra.
In questo modo diventa visibile una piccola porzione della superficie vicino al meridiano di bordo, quella che si trova appena ad est di detto meridiano quando la Luna si trova tra il perigeo e l'apogeo.
Allo stesso modo, la parte della superficie leggermente a ovest diventa visibile quando la Luna si trova tra l'apogeo e il perigeo.
D'altra parte, la librazione in latitudine sorge a causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione. Quindi, alcune parti della Luna che sono un po 'a nord o un po' a sud, possono essere viste dalla Terra, a seconda del momento. Il periodo di questo volo stazionario è di un mese draconico, della durata di circa 27 giorni e 5 ore.
La seguente animazione mostra viste simulate della Luna per un mese:
Rotazione della Terra
La Terra esegue una rotazione attorno all'asse terrestre in direzione ovest-est, il cui periodo è di 1 giorno o più precisamente di 23 ore, 56 minuti e 3,5 secondi.
La velocità di rotazione della Terra è di 1600 km / h all'equatore, e diminuisce fino a svanire proprio ai poli, dove passa l'asse di rotazione, che è inclinato di 23,44º rispetto al piano orbitale della Terra, noto come l'eclittica (vedi figura 1).
Questo movimento è responsabile della comparsa del giorno e della notte, che governa la vita delle persone. Per circa 12 ore (varia a seconda della latitudine e della stagione), un emisfero terrestre riceve la luce solare e ha una temperatura più alta, mentre l'altro è al buio e la temperatura scende.
La rotazione della Terra è dovuta al modo in cui si è formata la Terra. La nuvola di materia che ha dato origine al sistema solare ha dovuto ruotare per compattare la materia. Ma alla rotazione è associato un momento angolare, che in assenza di coppie esterne si conserva.
Il Sole, i pianeti e altri membri del sistema solare, considerato come un sistema isolato, hanno quel momento angolare, distribuito tra i loro membri.
Ecco perché ogni pianeta ha il proprio movimento di rotazione da ovest a est, ad eccezione di Venere e Urano, che fanno l'opposto, forse a causa di una collisione con un altro grande corpo.
Traduzione della Terra
La Terra compie anche un movimento di rivoluzione attorno al Sole, il cui periodo è di poco più di 1 anno. L'origine di questo movimento è nell'attrazione gravitazionale esercitata dal Sole.
In questo movimento la Terra descrive un'orbita ellittica, sempre in accordo con le leggi di Keplero del moto planetario. Per un osservatore situato al Polo Nord, questo movimento viene eseguito in senso antiorario.
Come con la Luna, l'eccentricità dell'ellisse che descrive la Terra è piuttosto piccola. Quindi l'orbita della Terra si avvicina a una circonferenza di raggio 150 x 10 6 Km. Questo valore è usato in astronomia per definire un'unità di distanza chiamata Unità Astronomica o AU, ampiamente usata per esprimere distanze all'interno del Sistema Solare.
Figura 3. Movimento della traslazione della Terra attorno al Sole. Fonte: Wikimedia Commons.
La lunghezza totale di questa ellisse è di 930 milioni di chilometri, che la Terra percorre a una velocità di 30 km / s.
L'asse di rotazione della Terra è inclinato di 23,44º rispetto alla normale all'eclittica. Per questo motivo, mentre il nostro pianeta percorre la sua orbita attorno al Sole, uno dei suoi emisferi è più esposto ai raggi solari, producendo estate, mentre nell'altro l'esposizione è minore e arriva l'inverno.
Altri movimenti della Terra
La Terra non è una sfera perfetta, ma un ellissoide appiattito ai poli. Quindi il rigonfiamento equatoriale provoca un lento movimento di rotolamento sulla Terra chiamato precessione.
In questo movimento, l'asse terrestre ruota attorno al polo dell'eclittica, tracciando un cono immaginario, come si può vedere nella figura seguente:
Figura. Movimenti di precessione e nutazione della Terra. Fonte: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.
La Terra impiega 25.767 anni per tracciare questo cono. Sovrapposto alla precessione c'è un altro movimento alternativo dell'asse, chiamato nutazione, causato dall'attrazione gravitazionale della Luna sul rigonfiamento equatoriale e ha un periodo di 18,6 anni.
Riferimenti
- Oster, L. (1984). Astronomia moderna. Editoriale Reverte. 37-52.
- Tipler, P. Physics for Science and Engineering. Volume 1. 5 °. Edizione. 314-316
- Perché la Terra ruota? Estratto da: spaceplace.nasa.gov.
- Wikipedia. Baricentro. Estratto da: es.wikipedia.org.
- Wikipedia. Movimenti della Terra. Estratto da: es.wikipedia.org.