Les mouvements de la Terre et de la Lune Ils ont leur origine, d'une part, dans l'attraction gravitationnelle de chacun exerce de l'autre et, d'autre part, dans l'attraction que le Soleil exerce à son tour sur tous les corps du système solaire..
La Terre et la Lune ont toutes deux des mouvements de rotation autour de leur propre axe et de translation, ceux-ci étant les plus importants. Mais ils subissent également d'autres mouvements secondaires d'équilibres et d'oscillations, car ils ne sont pas des objets ponctuels, mais ont plutôt des dimensions appréciables et ne sont pas parfaitement sphériques..
La Terre et la Lune sont considérées comme un système isolé d'objets de taille mesurable, tournant autour de leur centre de masse, situé sur la ligne qui rejoint les centres respectifs..
Ce point est plus proche de la Terre que de la Lune, car il a la première plus grande masse. Il est situé à environ 4641 km du centre de la Terre et s'appelle barycentre.
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Les mouvements de la Lune sont régis par les lois de Cassini, énoncées en 1693 par Giovanni Cassini (1625-1712):
-La Lune a une rotation synchrone avec la Terre, puisqu'elle a la même période de rotation et de translation, de cette façon elle montre toujours la même face aux observateurs terrestres..
-L'inclinaison du plan équatorial lunaire et de l'écliptique est constante.
-L'axe de rotation lunaire, la normale à l'écliptique - le plan orbital de la Terre - et la normale au plan orbital de la Lune sont coplanaires.
La lune tourne autour de son propre axe en 27,32 jours environ. Cette période de rotation est appelée mois sidéral. Selon la première loi de Cassini, c'est aussi le temps qu'il faut à la Lune pour orbiter autour de la Terre..
La rotation synchrone est responsable du fait que les observateurs de la Terre voient toujours la même face de la Lune.
Pour sa part, mois synodique est le temps qui s'écoule entre deux phases lunaires identiques et successives.
Le mois synodique dure 29,53 jours et c'est parce que la Terre n'est pas immobile pendant que la Lune tourne autour d'elle. Pour que les positions relatives Terre-Soleil-Lune soient à nouveau les mêmes, la Terre doit avancer de 27 ° dans son mouvement de translation autour du Soleil.
La Lune se déplace également autour de la Terre en suivant une orbite elliptique avec une très petite excentricité. L'excentricité d'une ellipse est une mesure de son aplatissement. Cette petite valeur signifie que la trajectoire de la Lune est presque circulaire, qu'elle parcourt à une vitesse de 1 km / s..
Les orbites de la Terre et de la Lune se croisent aux points appelés nœuds, qui rendent les éclipses possibles, car vu de la Terre, les tailles apparentes du Soleil et de la Lune sont très similaires.
En raison de l'orbite elliptique que la Lune suit autour de la Terre et du fait que son axe de rotation est incliné de 6,60 ° par rapport à la perpendiculaire du plan orbital (voir figure 1), il y a des mouvements appelés plane. Grâce à eux, nous pouvons voir un petit pourcentage de l'autre côté de la Lune, environ 9%.
Les survols les plus notables sont en longitude et en latitude. le plane en longueur Ils sont dus au fait que, étant l'orbite elliptique, la vitesse de translation est plus élevée au périgée - plus proche de la Terre - qu'à l'apogée - plus éloignée de la Terre-.
De cette manière, une petite partie de la surface près du méridien de bord devient visible, qui est juste à l'est dudit méridien lorsque la Lune est entre le périgée et l'apogée..
De même, la partie de la surface qui est un peu à l'ouest, devient visible lorsque la Lune est entre l'apogée et le périgée..
Pour sa part, libration en latitude se produit en raison de l'inclinaison de l'axe de rotation. Ainsi, certaines parties de la Lune qui sont un peu au nord ou un peu au sud, peuvent être vues de la Terre, selon le moment. La période de ce vol stationnaire est une mois draconique, qui dure 27 jours et 5 heures environ.
L'animation suivante montre des vues simulées de la Lune pendant un mois:
La Terre tourne autour du L'axe de la Terre ouest - est, dont la période est de 1 jour ou plus précisément 23 heures, 56 minutes et 3,5 secondes.
La vitesse de rotation de la Terre est de 1600 km / h à l'équateur, et diminue jusqu'à ce qu'elle disparaisse juste aux pôles, là où passe l'axe de rotation, qui est incliné de 23,44 ° par rapport au plan orbital de la Terre, connu sous le nom de l'écliptique (voir figure 1).
Ce mouvement est responsable de l'apparition du jour et de la nuit, qui régit la vie des gens. Pendant environ 12 heures (varie selon la latitude et la saison), un hémisphère de la Terre reçoit la lumière du soleil et a une température plus élevée, tandis que l'autre est dans l'obscurité et la température baisse.
La rotation de la Terre est due à la façon dont la Terre s'est formée. Le nuage de matière qui a donné naissance au système solaire a dû tourner pour compacter la matière. Mais la rotation a un moment cinétique associé, qui en l'absence de couples externes, est conservé.
Le Soleil, les planètes et les autres membres du système solaire, considérés comme un système isolé, ont ce moment cinétique, réparti entre leurs membres..
C'est pourquoi chaque planète a son propre mouvement de rotation d'ouest en est, sauf pour Vénus et Uranus, qui font le contraire, peut-être en raison d'une collision avec un autre grand corps..
La Terre effectue également un mouvement de révolution autour du Soleil, dont la période est d'un peu plus d'un an. L'origine de ce mouvement est dans l'attraction gravitationnelle que le Soleil exerce.
Dans ce mouvement, la Terre décrit une orbite elliptique, toujours en accord avec les lois de Kepler du mouvement planétaire. Pour un observateur situé au pôle Nord, ce mouvement est effectué dans le sens inverse des aiguilles d'une montre..
Comme pour la Lune, l'excentricité de l'ellipse qui décrit la Terre est assez petite. Puis l'orbite de la Terre s'approche d'une circonférence de rayon 150 x 106 Km. Cette valeur est utilisée en astronomie pour définir une unité de distance appelée unité astronomique ou UA, largement utilisée pour exprimer les distances au sein du système solaire..
La longueur totale de cette ellipse est de 930 millions de kilomètres, que la Terre parcourt à une vitesse de 30 km / s.
L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23,44 ° par rapport à la normale à l'écliptique. Pour cette raison, lorsque notre planète parcourt son orbite autour du Soleil, l'un de ses hémisphères est plus exposé aux rayons du soleil, produisant l'été, tandis que dans l'autre, l'exposition est moindre et l'hiver survient..
La Terre n'est pas une sphère parfaite, mais un ellipsoïde aplati aux pôles. Ainsi, le renflement équatorial provoque un mouvement de roulement lent sur la Terre appelé précession.
Dans ce mouvement, l'axe de la terre tourne autour du pôle de l'écliptique, traçant un cône imaginaire, comme le montre la figure suivante:
Il faut 25 767 ans à la Terre pour retracer ce cône. Sur la précession se superpose un autre mouvement de va-et-vient de l'axe, appelé nutation, causée par l'attraction gravitationnelle de la Lune sur le renflement équatorial et a une période de 18,6 ans.
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