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STEM Zone: Measuring the Moon's Motion

Stammzone: Messung der Bewegung des Mondes

Jeder weiß, dass der Mond um die Erde umkreist - oder so wurde uns in der Schule gesagt. Aber woher wissen wir das wirklich? Können wir sehen, wie sich der Mond bewegt? Können wir es messen? Vielleicht wurde Ihnen auch gesagt, dass die Bewegung des Mondes etwas mit den Mondphasen zu tun hat, aber wie können wir verstehen, dass wenn wir nicht einmal wissen, wie sich der Mond durch den Raum bewegt?

Es stellt sich heraus, dass der Mond tatsächlich alle 28 Tage etwa alle 28 Tage kreisen, genau wie Sie im Wissenschaftsunterricht erzählt wurden, aber Sie müssen nicht das Wort Ihres Lehrers oder Lehrbuchs dafür aufnehmen. Sie können es selbst sehen und messen!

Die besten Zeiten, um die Orbitalbewegung des Mondes zu messen, ist in der ersten Woche nach der Neumondphase.

Das Messen der Bewegung des Mondes durch den Himmel ist einfacher als Sie denken. Alles, was Sie brauchen, ist Platz für einen 10-Fuß-Kreis in Ihrem Garten, etwas, das Sie als Markierungen verwenden können, um im Gras zu kleben, und eine 5-Fuß-Länge der Schnur.

Sie können fast alles für Marker wie Stöcke oder kleine Steine ​​verwenden. Eis am Stiel steckt mit Bändern oder Konstruktionspapierstreifen, die auch gut geklebt sind. Ich benutze gerne Bewässerungsflaggen, die in jedem Geschäft im Hausverbesserungsgeschäft erhältlich sind. Vier der Flaggen sollten nach Norden, Süd, Ost und West markiert werden, einer sollte leer bleiben und der Rest nummeriert 1, 2, 3 usw.

Platzieren Sie den leeren Marker in die Mitte Ihres Kreises und binden Sie ein Ende der Saite daran (die genaue Länge ist nicht wichtig, aber größer ist hier besser!). Wir werden eine Kompassrose in Ihrem Garten machen, indem wir Punkte markieren des Kompasss (Nord, Süd, Ost und West). Die meisten Smartphones verfügen über eine Kompassanwendung. Wenn nicht, gibt es Ihnen viele kostenlose Anwendungen - jede App, die Ihre Richtung in Grad angibt, ist in Ordnung. Verwenden Sie Ihre Kompass -App, um die Anweisungen für Nord, Süd, Ost und West zu finden, und verwenden Sie dann die Schnur, um sicherzustellen, dass jeder Marker in der gleichen Entfernung vom Mittelpunkt platziert ist.

Sie haben jetzt einen 10 Fuß großen Kreis oder eine Kompassrose in Ihrem Garten mit allen kardinalen Anweisungen. Lassen Sie Ihre Kompassrose ungestört bis dunkel.

In jeder Nacht, in der Sie den Mond sehen können, gehen Sie nach Einbruch der Dunkelheit aus und stehen in der Mitte Ihrer Kompassrose. Lassen Sie sich von einem Partner helfen, die Saite vom Mittelpunkt aus zu strecken, damit er auf die Position des Mondes am Himmel zeigt. Markieren Sie diese Position am Ende der Zeichenfolge mit dem Marker Nr. 1. Warten Sie ungefähr 30 Minuten und überprüfen Sie den Mond erneut (Sie finden es möglicherweise hilfreich, einen Timer auf Ihr Telefon zu setzen). Messen und markieren Sie die Position des Mondes wie zuvor. Diesmal platzieren Sie den #2 -Marker im Gras, um die Position des Mondes aufzuzeichnen. Es ist gut, einen Notebook -Aufzeichnungen über die Zeiten Ihrer Beobachtungen zu führen. Wenn Sie den Mond an einem einzigen Abend für 2-3 Stunden auf diese Weise messen können, werden Sie einige interessante Dinge über den Mond entdecken! Lassen Sie Ihre Markierungen an Ort und Stelle, damit Sie sie morgen bei Tageslicht ansehen können.

Nachdem Sie Ihre Maße bei Tageslicht sehen, können Sie sehen, dass sich der Azimut oder das Kompasslager des Mondes den ganzen Abend stetig nach Westen bewegt. Nehmen Sie die Kompassanwendung auf Ihrem Telefon und messen Sie die Richtung der einzelnen Marker, die Sie platziert haben, und schreiben Sie sie neben die Zeiten in Ihrem Notebook. Was fällt dir auf? Bewegt sich der Mond in einem stetigen Tempo? Wie können Sie dies mit den Daten messen, die Sie haben?

Diese Messung an einem einzigen Tag misst die Bewegung der Erde, wenn sie sich auf der Achse dreht! Denken Sie darüber nach - wenn der Mond 28 Tage dauert, um die Erde nur einmal umzukreisen, würde er sich in nur wenigen Stunden überhaupt nicht sehr bewegen. Die Erde dreht sich viel schneller als der Mond umkreist. Die Erde dauert nur 24 Stunden, um sich einmal zu drehen und 15 Grad pro Stunde zu drehen. Überprüfen Sie Ihre Messungen aus der letzten Nacht - hat sich der Mond jede Stunde etwa 15 Grad über Ihre Kompassrose bewegt?

Die Messung der Orbitalbewegung des Mondes dauert mehr als nur wenige Stunden. Stattdessen messen wir den Mond für einige Nächte ungefähr zur gleichen Zeit der Nacht. Dies funktioniert am besten in der Woche nach Neumond. Wählen Sie eine Zeit aus, in der Sie jeden Tag beobachten können - kurz nachdem der Sonnenuntergang am besten funktioniert.

Messen Sie jede Nacht einen Marker, um die Position des Mondes auf Ihrer Kompassrose anzuzeigen. Vier oder fünf Nächte läuft ein hervorragendes Beobachtungssatz. Denken Sie daran, die Zeit und die Azimut -Richtung für jede Beobachtung aufzuzeichnen. Diese täglichen Änderungen sind das Ergebnis der Bewegung des Mondes in der Umlaufbahn um die Erde. Indem wir jeden Tag zur gleichen Zeit beobachtet werden, beseitigen wir den Spin der Erde geschickt aus unseren Beobachtungen. Wir sehen jetzt nur die Bewegung des Mondes in der Umlaufbahn!

Was bemerken Sie, wenn Sie einen vollständigen Datensatz haben? In welcher Richtung bewegt sich der Mond, während er die Erde umkreist? Haben Sie etwas über die Mondphase bemerkt, als die Tage vergingen? Wie die Sonne und die Sterne erhebt sich der Mond im Osten und untergeht jeden Tag im Westen. Diese tägliche oder tägliche Bewegung des Mondes wird durch die Rotation der Erde im Weltraum verursacht. Es ist der gleiche Dreh, der uns Tag und Nacht gibt. Die Bewegungsrate von 15 Grad pro Stunde ist gleich, ob Sie die tägliche Bewegung der Sonne, Mond oder Sterne messen - alle sind einfach offensichtliche Bewegungen, die durch die tägliche Rotation der Erde verursacht werden.

Die Bewegung des Mondes in der Umlaufbahn ist anders. Der Mond bewegt sich von Westen nach Osten, während er umkreist - die entgegengesetzte Richtung vom nächtlichen Weg des Mondes über den Himmel. Der Mond bewegt sich auch viel langsamer in der Umlaufbahn als die Erde. Wenn Sie nur 13 Grad pro Tag bewegt werden, braucht es den Mond einen ganzen Monat, um die Erde nur einmal zu umkreisen, und Sie konnten sie selbst beobachten und messen.

Ö Ö Ö

Dr. Daniel Barth ließ eine Karriere als Forschungswissenschaftler zum Unterrichten. Er hat mehr als 30 Jahre lang Astronomie, Physik und Chemie auf High School und College -Ebene unterrichtet. Ein erfolgreicher Science -Fiction -Schriftsteller Barth ist der Autor von Maurice auf dem Mond, Schildekolonie des Mars und andere Werke. Derzeit ist er Assistenzprofessor für STEM Education an der University of Arkansas in Fayetteville und Autor des Astronomy for Pädagogen.

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