Почему луна вращается вокруг земли они вокруг солнца

Почему Луна вращается вокруг Земли, а не вращается вокруг своей оси

Естественный спутник Земли, казалось бы, находится от нас достаточно далеко. Однако в масштабах Космоса это расстояние является ничтожным. И сегодня мы хотим рассмотреть несколько интересных вопросов о нашем «соседе», освещающем ночное небо над Землей.

p, blockquote 1,0,1,0,0 —>

Почему Луна не вращается вокруг своей оси

Зная о том, что Земля производит движения не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси, можно предположить, что такое условие касается всех космических тел. Однако, как мы знаем, мы всегда видим одну и ту же сторону Луны, освещаемую Солнцем. Любители астрономии могут систематически наблюдать в свои телескопы одни и те же Лунные кратеры и прочие неровности поверхности нашего спутника.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Но здесь присутствует одно «но». Нужно вспомнить, что Луна производит движения вокруг Земли. Соответственно, если бы она не вращалась еще и вокруг собственной оси, мы бы имели возможность поочередно наблюдать все участки Лунной поверхности, чего, увы, в действительности не происходит. Именно поэтому вопрос о том, почему Луна не вращается вокруг своей оси, является абсурдным, ведь такая теория оказывается в корне неверной.

p, blockquote 3,1,0,0,0 —>

Примечательно, что скорость вращения Луны синхронизирована с движением по орбите нашей планеты с такой филигранной точностью, что мы имеем возможность систематически наблюдать именно одну сторону спутника, и именно 59% его поверхности. Поэтому рекомендуем вам раз и навсегда запомнить, что Луна, как и Земля, также совершает обороты вокруг собственной оси, просто скорость её вращения имеет другие показатели.

p, blockquote 4,0,0,1,0 —>

Почему Луна вращается вокруг Земли

Другой же вопрос, который мы хотели сегодня рассмотреть, касается факта, в каком сомневаться нет никакого смысла. Луна действительно вращается вокруг нашей планеты, являясь её спутником, но вот почему происходят такие движения? Давайте разберемся.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —> p, blockquote 6,0,0,0,1 —>

Как и в случае с вращением планет и других небесных тел вокруг Солнца, при вращении Луны вокруг Земли основным фактором и причиной подобных движений является закон всемирного тяготения. В данной ситуации Земля, как тело с большей массой, притягивает к себе Луну. Говоря языком дилетанта, Луна падает на Землю, однако помимо стремления к поверхности нашей планеты, спутник также ускоряется и вперед. И, за счет шарообразной формы Земли, Луна не успевает упасть на Землю, огибая её по своей постоянной и неизменной орбите. Примерно так простыми словами можно объяснить, почему Луна вращается вокруг Земли.

Источник

Вокруг чего вращается Луна?

Луна – второй по яркости объект Солнечной системы, который могут наблюдать в небе земляне. Это естественный спутник Земли, определяющий внушительную часть климатических особенностей нашей планеты.

Луна также является пятым по размерам спутником из всех, которые на сегодняшний день существуют в Солнечной системе.

С Земли мы видим Луну по-разному: то она имеет правильную форму диска, то становится похожей на тонкий серп (мы часто называем его полумесяцем). То, какой мы видим Луну, зависит от взаимного расположения Солнца, Земли и ее спутника. Дело в том, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли, и траектории этих небесных тел и определяют, какой видится Луна с Земли в тот или иной период.

Как происходит вращение Луны?

Часто можно прочитать, что Луна вращается не только вокруг Земли, но и вокруг своей оси. Но это утверждение не совсем верно. Дело в том, что если бы Луна вращалась вокруг своей оси в буквальном смысле слова, мы видели бы ее с разных сторон.

Между тем, Луна всегда обращена к Земле только одной стороной. Ее вращение вокруг собственной оси – только кажущееся, обусловленное представлениями человека о математических моделях и системах отсчета. На самом деле прямой линии, от которой расходятся центробежные силы (то есть той самой оси) у Луны вообще нет. И оборот вокруг этой условной оси можно назвать лишь косвенным.

Чтобы представить это, вообразите, что вы обходите круглый стол по часовой стрелке, не поворачиваясь к столу то боком, то спиной, то другим боком, а оставаясь все время в одном положении – к столу лицом.

К тому времени, как вы завершите обход, получится, что вы повернулись вокруг своей оси на 360 градусов. По сути же вокруг себя вы не крутились, ведь ваш взгляд был постоянно направлен в сторону стола.

Аналогичным образом и Луна, повернутая к нашей планете всегда одной стороной, совершает один оборот вокруг Земли и косвенный оборот вокруг своей оси.

Если бы Луна совершала полноценный оборот вокруг своей оси, то к концу оборота вокруг Земли она делала бы уже два оборота вокруг оси. Земляне при этом могли бы увидеть скрытое от них полушарие Луны.

Фазы Луны и лунные ритмы

Регулярные изменения расположения Луны относительно Солнца дают основания выделить так называемые фазы Луны. Это новолуние, когда Луна находится на стороне светила, и та ее часть, которой она повернута к Земле, не освещается. Полнолуние, когда диск Луны имеет правильную форму, потому что полностью освещен Солнцем (Луна и Солнце при этом находятся по разные стороны от Земли).

Еще две лунные фазы – первая четверть и последняя четверть, или прибывающая и убывающая Луна. Масса Луны почти в тридцать миллионов раз меньше массы Солнца, но из-за того, что спутник находится в 374 раза ближе к Земле, чем Солнце, Луна очень сильно влияет на многие процессы на нашей планете.

Например, положением Луны обусловлены приливы и отливы, происходящие в разных частях планеты каждые 12 часов 25 минут (поскольку полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 24 часа 50 минут).

Регулярно повторяющиеся изменения в характере и интенсивности разных биологических процессов, связанных с положением Луны, называют лунными ритмами. Различают лунно-суточные и лунно-месячные ритмы.

Размножение некоторых видов животных и растений на Земле происходит только в конкретную фазу лунного цикла. Люди же могут ощущать перемены в самочувствии и настроении, в зависимости от фазы Луны.

Источник

Почему Луна обращается вокруг Земли, а не вокруг Солнца.

Особо не рассматривая данный вопрос, всё кажется очевидным – Луна расположена значительно ближе к Земле, чем Солнце. Значит и притяжение со стороны Земли тоже больше настолько, что в состоянии удерживать спутник на орбите. Но на деле всё не так просто. Можно воспользоваться известным законом тяготения Ньютона F = G*m1*m2/r^2 и посчитать силу притяжения, действующую на Луну со стороны Земли. При расстоянии от Земли до Луны равным длине большой полуоси её эллиптической орбиты выясняется, что Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Данный факт действительно имеет место, и даже нередко упоминается в научной литературе, статьях и т.д.

Однако такое «открытие» вполне может сбить с толку. У отдельных личностей иногда это даже выливается в бредни о несостоятельности закона тяготения как такового. Это происходит потому, что не везде объясняется почему Луна продолжает обращаться вокруг Земли, а не выходит на гелиоцентрическую орбиту. Или это объяснение затруднено, поэтому в заметке я постараюсь доступно объяснить в чём дело.

Луна, Земля, Солнце — кто кого?

Важно знать, что на спутник влияет несколько факторов, а не одни только величины сил тяготения от планеты и Солнца. Важный фактор – гравитационные ускорения, сообщаемые Землёй и Солнцем Луне. Само по себе ускорение, сообщаемое Солнцем Луне больше, чем сообщаемое Землёй Луне. Но мы в данном случае рассматриваем движение Луны вокруг Земли. Значит ускорение от Солнца носит возмущающий характер. В этом случае данное возмущение выражается как разность между ускорениями от Солнца Луне и от Солнца Земле. Поскольку расстояние между Землёй и Луной очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и Солнцем, получается, что Солнце сообщает примерно одинаковые ускорения и Луне, и Земле. Разность ускорений (т.е. собственно возмущающее ускорение Солнца при движении Луны вокруг Земли) при этом будет значительно меньше, чем ускорение, которое сообщает Земля Луне.

Если рассматривать движение Луны относительно Солнца, то возмущающее ускорение теперь будет выражаться разностью между ускорениями, сообщаемыми Землёй Луне и Землёй Солнцу. Понятное дело, что Земля очень ничтожно воздействует на Солнце. Поэтому величина возмущающего ускорения будет просто равна гравитационному ускорению сообщаемому Землёй Луне. Величина ускорения от Солнца для Луны также остаётся без изменений. Хотя эта величина больше, она не столь велика по сравнению с ускорением от Земли, как ускорение от Земли велико по сравнению с возмущением от Солнца (при рассмотрении движения Земли вокруг Солнца).

Итоги

Подводя итог по вышесказанному, выходит, что на расстоянии, равном расстоянию до Луны (и даже дальше), Земля вносит весьма существенные возмущения в движение Луны вокруг Солнца. Ооно происходит по довольно сложной кривой, а не по эллипсу. Так что в определённой сфере, называемой сферой действия, из-за таких возмущений нельзя считать, что тело движется вокруг Солнца, а считается, что оно движется вокруг Земли. Из рисунка следует, что Луна находится внутри этой сферы. Однако зону удержания спутника определяет не размер сферы действия, она определяет область, где для расчётов необходимо принимать геоцентрическое движение тела.

Зоной удержания спутника на орбите вокруг планеты является область пространства, называемая сферой Хилла. В ней результирующая сила направлена к планете (центростремительная сила), а складывается она из векторов следующих трёх сил – притяжение со стороны планеты, притяжение со стороны Солнца и центробежная сила, действующая при обращении вокруг Солнца. И в случае Луны, несмотря на то, что притяжение со стороны Солнца больше, чем со стороны Земли, за счёт именно центробежной силы, суммарный вектор от сил (как и ускорений) оказывается направлен в итоге к Земле. Таким образом Луна спокойно удерживается на том расстоянии, на каком находится. И могла бы удерживаться даже на большем, несмотря на возмущения со стороны Солнца, поскольку лежит внутри сферы Хилла Земли. А вот за пределами сферы Хилла Земли объект под действием возмущений от Солнца перейдёт на орбиту вокруг Солнца. Размер сферы Хилла у планет зависит от массы планеты и расстояния до Солнца.

Источник

Луна – естественный спутник Земли

Луна — единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй самый яркий объект в небосводе после Солнца. Так как Луна вращается по орбите кругом Земли с временем в один месяц, угол меж Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим этот эффект как цикл лунных фаз.

Хотя Луна и вертится вокруг собственной оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что она производит один кругооборот вокруг собственной оси за то же время (27,3 дней), что и один оборот вокруг Земли. А так как направленность обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли узреть нереально.

При этом вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите проистекает неравномерно, с Земли имеется возможность видеть 59% лунной поверхности.

Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, является «Луна-2». Он был запущен в СССР 12 сентября 1959 года.
Впервые нога человека ступила на Луну 20 июля 1969 года. Это были американские астронавты «Аполлона-11».

Еще до того, как стали проводиться космические исследования, астрономы уже заявляли о необычности Луны.

Ее плотность меньше плотности любой планеты земной группы (Земли, Марса, Венеры, Меркурия) — всего лишь в 3,3 раза больше плотности воды. Даже этот факт является свидетельством необычных условий образования спутника.

По пробам грунта с ее поверхности был установлен химический состав, а также возраст Луны (самые старые образцы – 4,1 млрд. лет), и это обстоятельство еще больше запутало представление землян о происхождении данного небесного тела.

В настоящее время большинство ученых считают, что Луна сформировалась в результате столкновения крупного небесного тела с Землей.

Луна по сравнению со спутниками других планет

Несмотря на не столь выдающиеся в сравнении с другими спутниками Солнечной системы размеры, Луна является самым крупным по отношению к своей планете – Земле – спутником.

Луна является достаточно большим спутником. По размерам ее превосходят лишь такие спутники других планет, как Ио, Каллисто, Ганимед, Титан. Таким образом, размер Луны позволяет занимать этому небесному телу среди 91 спутника всей Солнечной системы пятое место.

Орбита Луны

Перигей (ближайшая к Земле точка орбиты): 363 104 километра (изменяется в пределах 356 400 – 370 400 километров).
Апогей (самая далекая от Земли точка орбиты): 405 696 километров (изменяется в пределах 404 000 – 406 700 километров).
Средняя скорость движения Луны по орбите составляет около 1,023 километра в секунду.
Лунавращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,3 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Физические характеристики Луны

Температура поверхности Луны колеблется от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна −35 °C.
Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
Площадь поверхности Луны составляет 3,793 х 107 квадратных километров.
Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
Масса Луны равна 7,3477 х 1022 килограмм.

Система Земля – Луна

Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли. Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы, лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.

Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.

Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли, увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.

Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется, замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от Земли. Однако в нынешнюю эпоху расстояние между Землей и Луной уменьшается на 2,5 см в год из-за сложного взаимодействия Солнца и планет с Землей.

Луна всегда обращена к Земле одной стороной.

Детальный анализ ее гравитационного поля показал, что Луна деформирована в направлении Земли, но искажение ее формы слишком велико для современного приливного эффекта. Это искажение считают «замороженным приливом», оставшимся с тех пор, когда Луна была ближе к Земле и испытывала с ее стороны более сильное приливное влияние, чем сейчас. Но эта выпуклость может представлять собой и неоднородность внутреннего строения Луны.

Лунная иллюзия

Рядом с горизонтом Луна по размерам кажется гораздо больше, нежели высоко на небосводе. Это оптический обман.

Согласно психологическим опытам, в подсознании наблюдателя формируется собственное представление о размерах объекта под воздействием восприятия величины соседствующих объектов. Чем выше в небе, тем Луна воспринимается меньше, поскольку находится в большом пустом пространстве. Но ближе к горизонту ее размеры легко сравнимы с расстоянием от Луны до горизонта, ввиду чего неосознанно усиливается впечатление о лунном размере.

Изменения видимой формы Луны

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.

В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.

Луна проходит следующие фазы освещения:

новолуние — состояние, когда Луна не видна.
молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
прибывающая луна
полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
убывающая луна
последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
старая луна

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Мнемоническое правило определения фаз Луны

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — луна «Растущая», то есть это первая четверть.

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.

Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы.

В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки.

Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Лунные горы, вероятнее всего, сформировались после столкновения с поверхностью огромных метеоритов, в то время как горы на Земле – результат тектонических процессов.

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

Земля в 81 раз тяжелее Луны.
Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Источник