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STEM Zone: Measuring the Moon's Motion

茎区:测量月球的运动

每个人都知道月亮在地球上绕着,或者我们在学校被告知。但是我们怎么真的知道这一点呢?我们可以看到月亮移动吗?我们可以衡量吗?您可能还被告知,月亮的运动与月球阶段有关,但是我们怎么能理解,如果我们真的不知道月亮如何在太空中移动呢?

事实证明,正如您在科学课上被告知的那样,月亮确实确实每28天左右绕地球,但是您不必为此接受老师或教科书的话。您可以自己看到并测量它!

测量月球运动的最佳时间是在新月阶段之后的第一周左右。

测量月亮通过天空的运动比您想象的要容易。您所需要的只是后院大约10英尺的圆圈的空间,您可以用作标记在草丛中的标记和5英尺长的绳子。

您几乎可以将任何东西用于标记,例如棍子或小石头。冰棍粘在带有丝带或粘合的建筑纸条上也很好地工作。我喜欢使用灌溉旗,这些旗帜可在任何家庭装修商店购买。其中四个旗帜应标记为北,南,东和西,一个应留空,其余的1、2、3等。

将空白标记放在圆圈的中心,然后将绳子的一端绑在其上(确切的长度并不重要,但在这里更大!)我们将通过标记点上的点来在您的院子里制作一朵指南针玫瑰指南针(北,南,东和西)。大多数智能手机都有指南针应用程序,如果没有,您可以使用许多免费应用程序 - 任何赋予您方向的应用程序都可以。使用您的指南针应用程序查找北,南,东部和西部的说明,然后使用弦来确保将每个标记放置在距中心点相同距离的位置。

现在,您的院子里有一个10英尺宽的圆圈或指南针玫瑰,并标有所有主要方向。让你的指南针不受干扰,直到天黑。

任何夜晚,您都可以看到月球,天黑后出去,站在指南针的中心玫瑰。有一个伴侣帮助您从中心点伸展绳子,以指向月球在天空中的位置。用#1标记在字符串末端标记此位置。等待大约30分钟,然后再次检查月球(您可能会发现在手机上设置计时器很有帮助)。像以前一样测量并标记月亮的位置,这次将#2标记放在草地上以记录月球的位置。保持笔记本记录的记录是一件好事。如果您可以在一个晚上以这种方式测量2-3个小时的月球,您会发现一些关于月球的有趣事物!将您的标记留在原地,以便您明天在白天看它们。

现在,您可以在白天看到自己的测量值,您可以看到月亮的方位角或指南针整个晚上稳步向西移动。在手机上使用指南针的应用,并测量您放置的每个标记的方向,并将其写入笔记本中的时代旁边。你注意到了什么?月亮会以稳定的速度移动吗?如何使用所拥有的数据来衡量这一点?

这种一天在一天中进行的测量确实在测量地球上的运动时的运动!考虑一下 - 如果月球只需要28天才能绕地球一次,那么几个小时内就不会移动太多。地球旋转比月球轨道快得多。地球只需要24小时才能旋转一次,每小时旋转15度。检查您昨晚的测量值 - 月亮是否每小时在指南针上升约15度?

测量月球的轨道运动不仅仅几个小时。相反,我们大约在晚上的几个晚上跑步的同一时间测量月球。在新月之后,这在一周左右的时间里最有效。选择一段时间,您每天都可以观察到 - 日落效果最好。

每天晚上,测量并放置一个标记,以指示月球在指南针上的位置。四到五个晚上的跑步将成为一个出色的观察场。请记住为每个观察值记录时间和方位角。这些每日变化是月球在围绕地球轨道上运动的结果。通过每天同时观察,我们从观察结果中巧妙地消除了地球的旋转,我们现在看到的只是月球在轨道上的运动!

一旦拥有完整的数据集,您会注意到什么?月球在绕地球绕着地球时移动什么方向?随着日子的过去,您是否注意到有关月球阶段的任何信息?像太阳和星星一样,月亮在东部升起,每天都在西部落。月亮的每日或昼夜运动是由地球在太空中的旋转引起的。这是日常和黑夜的同一旋转。无论您是测量太阳,月亮还是星星的日常运动,每小时运动速度的15度都是相同的 - 所有这些都是由地球每日旋转引起的明显运动。

月亮在轨道上的运动不同。月亮在轨道上从西向东移动 - 与月球在天空中的夜间小径相反。月亮在轨道上的移动也比地球旋转要慢得多。每天仅移动13度,只有一个月的月亮才能绕地球绕一次,您就可以自己观察和测量。

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丹尼尔·巴特(Daniel Barth)博士留下了一名研究科学家的职业。他花了30多年的时间在高中和大学级别教天文学,物理和化学。巴特(Barth)是一位成功的科幻作家,是 莫里斯在月球上, 火星注定殖民地 和其他作品。他目前是费耶特维尔阿肯色大学STEM教育的助理教授,也是《天文学教育工作者计划》的作者。

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