โลก, ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์
| English | ไทย |
|---|---|
| Moon/muːn/ | Moon |
| orbital speed/ˈɔːbɪtl spiːd/ | ความเร็ววงโคจร |
| rotates/rəʊˈteɪts/ | หมุน |
| orbits/ˈɔːbɪts/ | โคจรรอบ |
| seasons/ˈsiːznz/ | ฤดูกาล |
| phases/ˈfeɪzɪz/ | เฟสของดวงจันทร์ |
| period/ˈpɪərɪəd/ | รอบ |
วัน เดือน และปี
- วัน เดือน และปี ล้วนเกิดจาก การเคลื่อนที่ในอวกาศ
- โลกหมุนตัวเอง ดวงจันทร์โคจรรอบเรา และเราโคจรรอบดวงอาทิตย์
- มาดูกันว่าแต่ละการเคลื่อนที่นั้นให้ผลอะไร —以及如何คำนวณความเร็วในการโคจร
โลกที่หมุนและโคจร
- โลก หมุนรอบแกน ของตัวเองครั้งหนึ่งในประมาณ $24$ ชั่วโมง — ทำให้เกิด กลางวันและกลางคืน
- โลก โคจรรอบดวงอาทิตย์ ครั้งหนึ่งในประมาณ $365$ วัน — ซึ่งคือ หนึ่งปี
- แกนโลกมีความ เอียง ทำให้ครึ่งหนึ่งของโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาหนึ่งของปี — ทำให้เกิด ฤดูกาล


ดวงจันทร์เต็มดวง ดาวเทียมธรรมชาติของโลก
สาเหตุที่ดวงจันทร์เปลี่ยนรูปร่าง
ดวงอาทิตย์ส่องสว่างครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์เสมอ; ระยะphase คือปริมาณของครึ่งที่ถูกแสงที่หันหน้าหาเราขณะดวงจันทร์โคจรรอบโลก — ไม่ใช่เงาของโลก
อะไรเป็นสาเหตุของกลางวันและกลางคืน?
โลกหมุนครบรอบในประมาณ 24 ชั่วโมง ทำให้แต่ละพื้นที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ (กลางวัน) แล้วหันออก (กลางคืน)
อะไรเป็นสาเหตุของฤดูกาล?
แกนเอียงทำให้แต่ละซีกโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ครึ่งปีแรก (ฤดูร้อน) และเอนออกครึ่งปีหลัง (ฤดูหนาว)
ดวงจันทร์
- ดวงจันทร์ โคจรรอบโลกครั้งหนึ่งในประมาณ หนึ่งเดือน
- ขณะโคจร เราจะเห็นส่วนที่ถูกแสงส่องสว่างของดวงจันทร์เป็นสัดส่วนต่างกัน — ซึ่งเป็น เฟส (ใหม่ คี่ เต็ม)
- เรียงจากสั้นไปยาว: วัน (การหมุนของโลก) < เดือน (การโคจรของดวงจันทร์) < ปี (การโคจรของโลก)

ครึ่งของดวงจันทร์ที่ถูกแสงส่องสว่างจะหันเข้าหาดวงอาทิตย์เสมอ ดังนั้นเมื่อโคจรเราจะเห็นสัดส่วนที่ต่างกัน — ใหม่ คี่ และเต็ม

ดาวเสาร์และวงแหวน ถ่ายภาพโดยยานอวกาศแคสชินี
เรียงลำดับเหล่านี้จาก สั้นที่สุด ไปหา ยาวที่สุด
วัน (~24 ชม.) < เดือน (~1 รอบโคจรของดวงจันทร์) < ปี (~365 วัน)
ระยะphase ของดวงจันทร์เกิดขึ้นเพราะเราเห็นปริมาณด้านที่ถูกแสงต่างกันขณะโคจรรอบโลก
ขณะดวงจันทร์โคจรรอบโลก เศษส่วนของด้านที่ถูกแสงแดดที่เราเห็นจะเปลี่ยนแปลง ให้เกิดดวงจันทร์ใหม่ ดวงจันทร์ครึ่งดวง และดวงจันทร์เต็มดวง
ความเร็ววงโคจร
- การโคจรครบหนึ่งรอบครอบคลุม เส้นรอบวง $2\pi r$ โดยที่ $r$ คือรัศมีวงโคจร
- ความเร็วในการโคจร คือระยะทางนี้หารด้วย คาบ $T$ (ระยะเวลาสำหรับการโคจรหนึ่งรอบ):
- สมการเดียวกันนี้ใช้ได้กับดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดาวเทียม

ดาวอังคาร ดาวแดง หนึ่งในดาวเคราะห์หินชั้นใน
ดาวเทียมโคจรที่รัศมี $r = 7.0 \times 10^6\ \text{m}$ โดยมีช่วงเวลาดวง $T = 5800\ \text{s}$ ความเร็ววงโคจรของดาวเทียมคือเท่าไร, ในหน่วย m/s?
$v = \dfrac{2\pi r}{T} = \dfrac{2\pi \times 7.0 \times 10^6}{5800} \approx 7600\ \text{m/s}$.
เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ชั้นนอกโคจร:
แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์อ่อนลงเมื่ออยู่ไกลออกไป ทำให้ดาวเคราะห์ชั้นนอกเคลื่อนที่ช้าลงในวงโคจร
คุณเข้าใจแล้ว
- โลก หมุน → กลางวัน/กลางคืน; โคจรรอบดวงอาทิตย์ → ปี; การเอียง → ฤดูกาล
- ดวงจันทร์ โคจรโลกใน ~1 เดือน ทำให้เกิดเฟสต่างๆ
- วัน < เดือน < ปี
- ความเร็วในการโคจร $v = \dfrac{2\pi r}{T}$