本日2023年9月29日は ””中秋の名月”” ””十五夜”” になります。
必ずしも満月になるわけでは無いですが、満月に近い月が、秋の夜空に見える時でもあります。（車の水温計も青く光る日がボチボチ出始めて来て、少しは朝晩は涼しくなりましたが、暦の上では秋とは言いながらも昼間はまだまだ暑いですけどねぇ😅）
さて、地球から一番近くにある ””地球の衛星”” 今回の主役 ””月”” 。
そんな身近な存在にもかかわらず、結構知らないことも多かったりすると思います。今日はそんな我々の身近な存在である ””月”” の事について、少し語ろうと思います。
今回は
””月の公転周期”” と ””満ち欠け周期”” の違い
について少しお話したいと思います。
月の公転周期は 27.3日
月の満ち欠け周期は 29.5日‥‥‥
中学生の頃習う理科の項目で、結構苦手な人も多かったと思います。
大人の方でもこの２つの違いをキチンと説明出来る方はどの位いるのでしょうね？恐らく実生活には全く役に立たないでしょうが、中学生などでは理科の授業にも出て来て、案外躓き易い部分なので、お子さんがいる場合には活用出来るかもしれないので、今日は少し斬新な感じで、 ””ザックリ”” と説明して見たいと思います。
ブログを読み終えた時に、目から鱗🐟が出てくる様に、全力で、理解し易さを最大限に意識し、かつ、斬新な切り口で結構真面目に考えましたので、数字多めで少しややこしいかも知れませんが、全部簡単なかけ算や、割り算、足し算引き算なので、秋の夜長、最後までお付き合い下さると非常に有り難いと思います。
さて、去年の今頃は、息子君と一緒に理科の勉強をしており、月の満ち欠けの学習をしていました。そして、その延長上で、雑学程度に ””公転周期と満ち欠け周期の違い”” を ”サラッと” 教えてあげました。まぁ恐らくもう覚えてはいないでしょうけどね😅。
okite910nete1820.hatenablog.com
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以前の記事ですが、こんな感じでザックリと教えてあげました。
今回は少し大人向けの数字多めの解説をしてみたいと思っています。
1.月の公転（＝自転）
まず、月の公転についてです。月は地球の様に ””自転””（自ら回転） はしていません。月自体は自分でクルクルしない状態で地球の周りを回っています。
どういう事か凄くイメージしやすい方法が、陸上競技の ””ハンマー投げ”” をイメージして見るのが良いと思います。
ハンマー投げの選手が ⇒ 地球
ハンマーが ⇒ 月
つまりは月は、月自体の密度の違いから、一方向だけを地球の重力に引っ張られ続けながら、地球の周りを回っているのです。月自体の密度の違いと言うのは、””起き上がりこぼし”” をイメージすると分かりやすいかも知れません。重い方がいつも地球重力に引っ張られ、地球の方を向いているって感じです。
ここで実際は、地球（選手）が1日で1回転、 月（ハンマー）は、27.3日で1回転する感じなのです。選手だけがフィギュアスケートの選手と思えば尚良いのかも知れませんね。
この事が最も身近な現象を引き起こしています。そうです、
「月の裏側が見えない！！」 って事です。
こんな風に紐で引っ張られながら回っている様な状態なので、常時紐で引っ張られている同じ面しか地球からは見えなく、絶対に地球からは ””月の裏側”” は見る事が出来ないのです。
結構この部分は、大人の方でも勘違いしている方が多いかと思います。月が ”ぐるぐる” 回ってるってね‥‥。
普通、っと言ってしまいますが、地球上で普通にで生活していれば、日本だろうが、反対側のブラジルだろうが、北極だろうが南極だろうが、月の裏側は絶対に見えないのです。
月の裏側を見るには宇宙船で月の後ろ側に回り込むしか方法が無いのですね。アポロ13のように！。
さて、月は地球の周りを27.3日掛けて1周します。これが ””月の公転”” になります。 ここ凄く重要です。そしてここでもう一つ月が、27.3日掛けて地球の周りを公転した時に、月は1回転 ””自転”” した形になります（笑）。
さっき ””自転はしませんって言ったよね～嘘つき””
”こ、こいつ、いきなり嘘を言ってやてがる‥‥‥”
となってしまいますよねぇ😅。ここの説明が少し難しくちょっと図で描いてみました。
月にはウサギが居るとの言い伝えが有るので、ウサギのマークで解説しましょう。
こんな風に図.1では 0日～6.825日～13.65日～20.475日～27.3日まででウサギのマークは 1/4回転 ずつしながら地球を1周し、1周した時にはウサギのマークが1回転したのが分かると思います。
図.2の様に、こんな感じに、月が地球の周りを27.3日掛けて回って来た時に、月が、1回転 したと言う表現になると思います。まぁ言うなれば、公転した事で、無理矢理自転した事とカウントされている、って感じでしょうか？。ここで理科の授業でも習うことですが、
「月の自転と、公転周期は同じである！！」
と言う事が、理解出来たのでは無いかと思います。
2.地球の公転
さて、次は我が地球の公転についてです。地球は太陽系の惑星。太陽を中心に365日掛けて、太陽の周りを1周する惑星。それが ””地球”” になります。
結論から先に言う様な形になりますが、月の公転周期と、満ち欠け周期が何故出来るのかと言うと、この、
”””地球🌏 が 太陽🌞 の周りを公転している”””
と言う事が、他ならぬ原因になります。その事を意識しながら、少し踏み込んだ内容を解説したいと思います。
地球が太陽の周りを1周するのに掛かる日数。
暦の365日。正確には365日と1/4日。閏年（うるうどし）が有るのは、この1/4日が、4年経つと ”1日” になる為です。
つまり、地球の（太陽の周りを1周する期間）公転周期は皆さんご存じの 365日 になります。
3.アナログ時計の短針の進む角度
今回、月の公転周期と満ち欠け周期が違うのを説明するのに、アナログ時計を使って見る事にしました。前回は、周期が変わる理屈メインで子供に説明したかったので、山手線とか使って見ましたが、今回は、数字多めでやって見ようと思います。
まず、アナログ時計の ””短針”” の動きを重点的に見ていくことにしましょう。
何故アナログ時計の短針かと言うと、地球は12ヶ月掛けて太陽の周りを1周します。
つまり、12ヶ月で、360度回転する事になりますよね？。これって時計の短針の動きと同じでは無いでしょうか？。
360度 ÷ 12ヶ月 ＝30度
つまり、 ””5分針”” ＝ ””1ヶ月”” の地球が太陽の周りを回る角度は、約30度回ると言う事なのです。
地球は1ヶ月で約30度太陽の周りを公転すると言う事が言えると思います。
ここからは、後の説明のために、角度だけを機械的に算出します。
5分で30度と言う事は、 1分では、 30度 ÷ 5分 ＝ 6度
つまり、1分は 6度って事です。
では、1度は 何秒か？？ と言うと、 60秒 ÷ 6度 ＝ 10 秒になります。
この辺の数字は少しややこしいですが、後ほど出て来ますので、参考程度に覚えておいて下さい。
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月の公転周期・1日の公転角度
こちらも後ほど出て来ますので、少し数字が多いですが、頑張りましょう！！。
月の公転周期は 27.3日です。 27.3日で地球の周りを1周します。
つまり、1日の公転角度は
360度 ÷ 27.3日 ＝ 13.1868131868度/Day
月は一日で、13.1868131868度 地球の周りを公転します。
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地球の公転周期・1日の公転角度
続いて地球の公転角度を計算して見ましょう。
地球の公転周期は 365日 です。地球は 365日 掛けて、太陽の周りを1周します。
つまり、1日の公転角度は
360度 ÷ 365日 ＝ 0.98630136986度/Day
地球は一日で、0.98630136986度 太陽の周りを公転します。
約ですが、 1度 ですよね。
4.月と地球のアナログ時計を使ってみた公転の考え方
月と地球の公転の仕方を、解りやすく説明するのに、何か無いかと考え、自分はアナログ時計を使って説明できないかと考えました。前回は概要を子供に教えたかったので、山手線などを使いましたが、今回は大人仕様と言う事で、正確性が上がる、 ”アナログ時計” だけを使用したいと思います。
まず、地球・月・互いの公転・四季・満月・新月 の関係性を、アナログ時計を使って表現してみました。
まず、満月と新月のおさらいです。
太陽 ー 地球 ー 月
が、一直線上になる時に ””満月”” と ””新月”” になります。
月が太陽側にある時に一直線上に並ぶ時が ””新月””。
逆に月が地球の外側に一直線上に並ぶ時が ””満月”” になります。
互いに密接に関係している事象があると思いますが、 そうです。皆さんもよくご存じのたまにニュースになる ””食”” になります。
月が太陽側にある時に 太陽ー月ー地球が、一直線上に並ぶ時に、 ”太陽を月が覆い隠してしまう” のが
逆に月が地球の外側に太陽ー地球ー月と一直線に並ぶ時に、月に当たる光を地球が遮ってしまい、月が ”地球の影” となり月が欠けたり、暗くなってしまうのが
「月食」
になります。
つまり、ここで一番重要な事は、満月になると言う事🌕 は、
太陽ー地球ー月 3つの位置的関係が ””一直線上にそろう”” と言う事が一番重要になります。ここが今回のお話で一番重要な部分になります。
さて、その位置関係を、自分が考えた表現で再現してみましょう！。
少し細かくなってしまいましたが、地球の公転周期をアナログ時計で表現し、公転周期と、満月・新月の関係性を表現したのがこんな感じになります。少し細かくなりましたが、この中で一番重要な事は、
この事になります。
さて、これを踏まえて次に進むとしましょう！。
5.月が27.3日経った時の地球の位置
さてさて、次は ””月の公転日数27.3日”” が経過した際の、太陽、地球、月の関係性を表現したいと思います。
冒頭でも述べましたが、地球は1日に 0.98630136986度 太陽の周りを公転します。
ので、27.3日経過した際には 27.3日 ✖ 0.98630136986度
27.3日 ✖ 0.98630136986度 ＝ 26.9260273971度 公転した事になります。
さて、26.9260273971度は ””何分”” なのかを考えると、
1度が10秒なので、
26.9260273971度 ✖ 10秒 ＝ 269.260273971秒 分に直すので60で割ります。
269.260273971秒 ÷ 60 ＝ 約 4.5分位。
つまり、27.3日経ったときに地球の公転を時計に例えた場合に、地球は4.5分動いていることになります。
この時、月は27.3日経っているので、青い波線で示すように、地球のアナログ時計の
3時から3時まで1周回った事となり、きちんと公転した事になります。
計算で表すと
月の公転角度 13.1868131868度 ✖ 27.3日 ≒ 360度
こんな感じで確認できると思います。
さて、ここからが今回のお話の最も大切な部分になります。
この時重要なのは、月が満月になる条件を考えた時に、月の公転日27.3日目の太陽と地球と月の位置関係だと一直線上にならないと言う事です。ここ凄く重要です。
これは何故かと言えば、先ほど述べましたが、地球が太陽の周りを公転している事に他なりません。
また、太陽から地球を模したアナログ時計の中心を通る線も、小さくて見えずらいですが、8-2の部分を通って無く、少しずれているのが確認できると思います。
図.3の様に、月が直線にならなければいけない場所まで少し遅れているような状況になっていると思って下さい。
この合わさる時を計算で出すとまたまた面倒臭くなってしまいますので、ここは決まった数字を使わせて貰います。
月の満ち欠け周期は 29.5日。
次は、この月が29.5日分地球の周りを公転した状態を考えて見たいと思います。
6.月が29.5日経った時の地球の位置
さて、先ほどにも書きましたが、27.3日では 太陽ー地球ー月は1直線上にならず、満月にはなりません。
月の満ち欠け周期は29.5日と決まっているのでこの数字をせっかくなので利用する事にしましょう。
冒頭でも述べましたが、地球は1日に 0.98630136986度 太陽の周りを公転します。
ので、29.5日経過した際には 29.5日 ✖ 0.98630136986度
29.5日 ✖ 0.98630136986度 ＝ 29.0958904108度 公転した事になります。
さて、29.0958904108度は ””何分”” なのかを考えると、
1度が10秒なので、
29.0958904108度 ✖ 10秒 ＝ 290.958904108秒 分に直すので60で割ります。
290.958904108秒 ÷ 60 ＝ 約 4.85分位。
まぁほぼほぼ5分針位になります。
この時に、月が公転した角度を計算しましょう。
計算式で表すと、
月の公転角度 13.1868131868度 ✖ 29.5日 ＝ 389.01098901度
すでに月は地球の周りを27.3日で1周しているので、1周分の角度を引きます。
389.01098901度 - 360度 ＝ 29.01098901度
ハイッ！！ここまでお疲れさまでした！！！。
この時何か気づきましたか？？？。気づいた方は最初から知っている方や、理屈が好きな方かもしれませんね。
先ほど計算で出していた、地球の29.5日での公転角度 29.0958904108度
後で出した月の29.5日での公転角度 29.01098901度
大体同じになりましたよね？？？。この事が最後の図.4の解説になります。
5.まとめ
つまりは、月の公転27.3日では、地球が先に進んでしまっている分、太陽・地球・月の関係性が一直線上にならず、2.2日余計に月が公転した時が、この太陽・地球・月が一直線上に重なり、月が満月になると言う事になります。
地球を模したアナログ時計上の線も、きちんと 8-2 を通っていると思います。
結果、月の公転周期27.3日と、月の満ち欠け周期29.5日は同じにならないと言う事が、少しは理解出来たかな？？と思います。
もちろんですが、翌月も翌々月も同じ関係性で三者は動いて行きます。
まぁ比較的数字は多いのですが、やっていることは簡単な掛け算割り算足し算引き算。1単位当たりの計算なので、かみ砕きながら計算すれば、きっと中学生位なら理解出来るはずです！。
なにげに見ている月も、毎日こんな動きをしているのだな～って考えてみるだけで、月の見方が変化し、興味が沸くかもしれませんよね😄。
どうだったでしょう？？ 目から鱗は出てくれましたかね？？。
簡単にとは心がけたのですが、少しゴチャっとしてしまった感が出てしまいました😅。
今日は、 月の公転周期と満ち欠け周期は同じにならないってお話でした！。
最後まで読んで頂いた方、感謝します！。ではまたです🖐🖐🖐。
