القمر

يدرس هذا الدرس القمر كتابع للأرض يبعد عنها اكثر من ٣٨٤ الف كم، مستعرضاً الشهر النجمي والشهور القمرية واختلاف مدتها بسبب حركة الارض حول الشمس. كما يوضح منازل القمر المختلفة الناتجة عن دورانه حول الارض وتطابق سرعة دورانه حول محوره مع سرعة دورانه حول الارض مما يجعلنا نرى وجها واحدا له. اضافة الى ذلك، يشرح الدرس ظاهرتي خسوف القمر وكسوف الشمس وكيفية احتجاب الضوء بوضعيات الاجرام الثلاثة على استقامة واحدة. على سبيل المثال، يقطع القمر دورة كاملة حول الارض في ٢٧.٣ يوما، ولكنه يحتاج الى مدة اطول لتكتمل جميع وجوهه مقارنة بنجم لتصبح المدة ٢٩.٤ يوما في الشهر القمري.

الفكرة الأساسية

يدور القمر حول الأرض في مدار بيضوي، وينتج عن هذه الحركة المتبادلة بين الأرض والقمر والشمس ظواهر فلكية متعددة مثل منازل القمر واختلاف الشهود بين النجمي والقمري، إضافة إلى ظاهرتي الخسوف والكسوف.

الشرح

يبعد القمر عن الأرض أكثر من ٣٨٤ ألف كم وهو أول جرم سماوي حط عليه الإنسان في عام ١٩٦٩ م. يكمل القمر دورة كاملة حول الأرض في مدار بيضوي خلال $27.3$ يوما، وفي هذا الشهر النجمي يقطع القمر $13^\circ$ يوميا. لكن لكي يعود القمر إلى وضعه الأصلي بالنسبة للأرض بعد دورة كاملة حولها، لابد له أن يدور بمقدار دائرته الأرض حول الشمس ومقداره $27^\circ$ بمعدل $1^\circ$ في اليوم، وهذه الحركة الإضافية تحتاج إلى $2.1$ من الأيام ($27 \div 13 = 2.1$)، ليصبح الشهر القمري مساويا لـ $29.4$ يوما ($27.3 + 2.1 = 29.4$). يكمل القمر دورة كاملة حول نفسه بنفس سرعة دورانه حول الأرض في $27.3$ يوما ولذلك يرى سكان الأرض وجها واحدا فقط من القمر، والسبب في ذلك هو أن توزيع المادة في جسم القمر غير منتظم مما يجعل جاذبية الأرض تنجح في تثبيت وجه واحد للقمر تجاهها. أما خسوف القمر فهو احتجاب ضوء القمر كله أو جزء منه بسبب سقوط ظل الأرض عليه عندما تقع الأرض بينه وبين الشمس، ويحدث في منتصف الشهر القمري عندما يكون بدرا. بينما كسوف الشمس هو احتجاب ضوء الشمس كله أو جزء منه بسبب وقوع القمر بين الشمس والأرض، ولا يتحقق إلا عندما يكون القمر في المحاق لتكون الشمس والقمر والأرض على مستوى واحد.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا كان القمر يقطع في مداره البيضوي حول الأرض $13^\circ$ يوميا، وبلغ إجمالي مدة الشهر النجمي لدورة القمر مقارنة بنجم $27.3$ يوما، بينما الأرض تدور حول الشمس بمعدل $1^\circ$ في اليوم، فكيف نحسب عدد الأيام الإضافية التي يحتاجها القمر ليعود إلى وضعه الأصلي بالنسبة للأرض؟ ١. اقسم مقدار دائرة الأرض حول الشمس ($27^\circ$) على معدل قطع القمر يوميا ($13^\circ$). ٢. قم بعملية الحساب: $27 \div 13 = 2.1$ يوما. ٣. أضف هذه المدة الإضافية إلى أيام الشهر النجمي للحصول على الشهر القمري: $27.3 + 2.1 = 29.4$ يوما.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن القمر يدور حول محوره بسرعة تختلف عن سرعة دورانه حول الأرض، والصواب أنهما متساويان في المدة ولذلك نرى وجها واحدا منه دائما.
• الظن بأن خسوف القمر أو كسوف الشمس يحدثان كل شهر، والصواب أنهما لا يحدثان شهريا بسبب ميل مدار القمر حول الأرض عن مستوى مدار الأرض حول الشمس بمقدار خمس درجات تقريباً.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: متى يحدث خسوف القمر كليا؟ الإجابة: عندما يكون القمر في ظل الأرض الذي هو أكبر منه وبإستطاعتها حجب أشعة الشمس عنه تماما. السؤال الثاني: ما هو سبب رؤية سكان الأرض وجها واحدا فقط من القمر؟ الإجابة: لأن القمر يكمل دورة كاملة حول نفسه بنفس سرعة دورانه حول الأرض في $27.3$ يوما، إضافة إلى أن توزيع المادة في جسم القمر غير منتظم.