달의 크기는 지구보다 약 1/4배 작아요. 그럼 얼마나 작을까요?? 계산해 본 적 있나요?? 아마 없겠죠??
그래서 이번에는 달의 크기를 직접 구하고 달은 어떻게 자전과 공전을 하는지 알아볼까요??
- 달의 크기 -
달의 크기를 구하는 방법은 삼각형의 닮음비를 이용하는 방법과 부채꼴 호의 길이는 중김각의 비례한다. 는 두 가지 원리로 구합니다.
1. 삼각형 닮음비 이용
위 삼각형을 지구에서 달까지 표시를 하여 달의 크기를 구하는 것입니다. 이해가 되시나요?? 도대체 무슨말인지??? 그림을 볼까요??
그림에서 삼각형 AOB와 삼각형 A'OB'는 닮음이므로 달의 크기를 측정할 수 있답니다.
AB가 d이고, A'B'가 D이죠. 그러면 AB(d) : A'B'(D) = l : L 비례식이 성립하므로 달의 지름을 구할 수 있습니다. 비례식에 보면 미지수가 4개죠. 미지수가 1개이면 구할 수 있지만, 미지수가 4개이면 구할 수 없죠.
실험을 통해서 미지수 2개를 구하고, 나머지 하나는 이미 알고 있어야 하는 것으로 달의 크기를 구합니다.
실험을 통해서 구하는 값은 동전의 지름과 눈에서 동전까지 거리이고, 이미 알고 있어야 하는 값은 지구와 달까지 거리에요^^
그림처럼 주어지고, 달의 크기를 구하면 됩니다. 따라서 비례식은 알고 있어야겠죠???
l : d = L : D 잊지 마시고요~~ 그리고 두 번째 D는 달의 지름이죠? 가끔씩 달의 반지름이 얼마인가?라고 하면 D의 1/2 하시면 됩니다.
2. 부채꼴 호의 길이는 중심각에 비례한다.
이 원리는 이미 지구의 반지름 구할 때 사용했죠? 달의 크기를 구할 때도 사용합니다.
달이 지구 주위를 공전하죠. 공전할 때 원의 중심을 지구라고 하면 달과 지구 사이의 부채꼴이 생기죠. 이를 가지고 달의 크기를 구합니다. 호의 길이가 달의 지름(D)이 되고, 부채꼴의 중심각은 달의 각지름(0.5도)이 됩니다. 비례식을 세우면
이해가 되시나요??
1, 2를 통해서 달의 크기를 구합니다.
실제로 달의 반지름은 약 1738km이고, 지구의 반지름은 약 6400km이므로, 달의 반지름은 지구 반지름의 약 1/4입니다.
- 달의 운동 -
1. 달의 공전
달은 지구를 중심으로 약 한 달에 한바뀌 회전하는데 이를 달의 공전이라고 하죠. 그리고 달은 공전하면서 스스로 회전하는 자전도 합니다. 우리가 달은 보면 달의 모양이 바뀌는데, 이런 달의 모양을 위상변화라고 합니다. 자 그럼 본격적으로 달의 공전에 대해서 봅시다.
그림에서 달은 삭부터 그믐달까지 반시계방향으로 지구주의를 공전합니다. 달의 공전방향은 서에서 동이고, 하루에 약 13도씩 회전합니다. 그리고 달의 공전주기는 27.3일(삭망월)이죠.
위 그림에서 달이 뜨는 시간과 지는 시간을 알아볼까요?
그림은 삭일 때 달과 해의 모식도입니다. 달이 어느 쪽 하늘에 떠요?라고 하면 서쪽이라고 하는 분들이 있는데, 아니에요. 달도 태양과 똑같이 동쪽하늘에 뜹니다. 근데 왜 삭일 때 달이 안 보일까요? 해와 같이 뜨기 때문이죠. 해와 같이 뜨면 해에 의해서 달은 안 보여요~~ 낮에 별이 안 보이는 것처럼~~
따라서 달이 삭일 때는 태양과 같이 뜨고 같이 지므로 밤에도 달은 볼 수 없답니다.
그다음 날은 어떻게 될까요? 달은 하루에 13도 공전하므로, 다음날은 태양보다 약간 늦게 뜨게 되고, 늦게 지죠. 그래서 우리가 밤에 잠깐 달을 서쪽하늘에 볼 수 있죠. 그래서일까요? 많은 친구들이 달은 서쪽에 뜬다고 생각하는데, 아니라는 것 이해가 되시나요?
그렇죠? 오후 12시에 달이 뜹니다. 오후 12시에는 낮이므로 달이 안보이겠죠? 태양이 지는 저녁 6시부터 밤 12시까지 볼 수 있답니다.
이제 이 그림 이해가 되시나요?? 이 그림만 보면 달이 서쪽에서 뜬다고 생각하는데, 그게 아니라는 것.. 2일에 달이 서쪽 하늘에 보이는 이유는 달의 뜨는 시간이 태양보다 조금 늦고, 태양보다 조금 늦게 지죠. 달이 볼 수 있는 시간은 밤이죠. 태양이 져야먄 볼 수 있기 때문에 태양이 지면 달이 서쪽하늘로 지기 직전이라서 달을 볼 수가 있죠. 이해가 되시나요?
2. 달은 매일 50분씩 늦게 뜬다.
지구는 매일 자전하죠. 달은 하루에 13도씩 공전합니다. 그래서 우리가 같은 시간에 달을 볼 수 없답니다.
3. 달의 한쪽면만 보는 이유(달의 공전주기와 자전주기가 같아서)
우리가 보는 달의 면은 앞면이라고 한다면 과연 뒷면은 볼 수 있을까? 달의 사진을 잘 보면 표면 모습이 비슷하다. 왜 그럴까?
우리는 달의 뒷면을 볼 수 없답니다. 왜? 달의 공전주기와 자전주기가 같아서 그렇죠. 달의 공전주기는 27.3일이고, 자전주기도 27.3일입니다.
즉, 달이 공전을 90도 하는 동안 자전도 90도 하므로 늘 우리가 보는 달의 면은 같다는 것이죠.
달의 자전방향 서에서 동
달의 자전주기 27.3일(하루에 13도)
4. 달의 공전 주기
달의 공전주기는 삭망월과 항성월이 있습니다. 삭망월에서 삭과 망은 지구의 기준으로 삭은 태양, 달, 지구 순이고, 망은 보름이라고 하여 태양, 지구, 달 순서이고, 항성월은 우주에 있는 별을 중심으로 달이 공전하는 주기를 말하죠.
항성월은 별에 중심으로 다시 제자리로 되돌아오는 시간으로 약 27.3일 걸리고, 실제 달의 공전주기입니다. 그리고 삭망월은 삭이나 망에 위치에서 다시 삭 또는 망으로 되는 시간으로 약 29.5일 걸리죠. 왜 삭망월이 항성월보다 긴 이유는 그림에서 27.3일에 왔지만, 태양, 지구, 달 일직선이 아니죠. 그래서 일직선이 되는 기간 2.2일 더 걸리는 이유입니다.
달의 공전방향 서에서 동
달의 공전주기 약 27.3일(하루에 13도)
이해가 되시나요??
지금까지 달의 크기 및 운동에 대해서 알아봤습니다. 다음에는 일식과 월식에 대해서 정리할게요^^
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.^^
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