自転,公転とは?地球はなぜ自転,公転する?影響は?言葉の意味,理由をわかりやすく解説

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超絶くん
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我々の住む地球は、自転をしながら、太陽の周りを公転していますね。みなさまはこの自転や公転のなんとなくの意味はご存知だと思います。しかし、自転や公転を説明してくださいと言われたら、意外と難しいと感じるのではないでしょうか。次のように思ったりはしませんか?

Aさん
Aさん

自転や公転は分かってるつもりでいたけど、実際に説明するとなると、できないかもしれないな

Bさん
Bさん

なぜ自転や公転をするのか、その理由までは考えたことがなかったわ

Cさん
Cさん

あらためて自転や公転は、我々の日常生活にどのような影響をおよぼしているんだろう?

今回の記事ではこれらの疑問を解消するため、自転と公転の意義やその理由、そして私たちの普段の生活にどのような影響を与えているのか、徹底的に詳しく、そして分かりやすく解説していきます!それでは、最後までお付き合いください。

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自転とは・なぜ自転するのか・自転による影響

自転とは、ある物体が自身の内部の点や軸の周りを回転することです。宇宙のすべての星は自転している(星の砕けたもの等は除く)と考えられており、地球もまたその一つです。

自転の起源については、それぞれの星は宇宙の塵やガスがぶつかり合い回転しながら集まってできたものですが、そのときの回転が今もなお続いています。つまり、その星の誕生から現在に至るまで自転を続けているのです。

それでは、なぜ星は止まらずに自転し続けているのでしょうか。

よく「なにかの力が働き続けているから、地球が回り続けている」と考える方がいらっしゃいますが、そうではありません。回転運動も含めてすべての運動は、それを妨げる力が働かない限り、同じ運動状態がずっと続きます。(これを「慣性の法則」と言います。)回転を止める方向に力が働いていないために、回転の勢いがずっと維持されて、地球はいつまでも回り続けているのです。

もちろん、地球に外からの力がまったく働いていないわけではありません。太陽や月や、他の惑星などの力は働いています。しかしどの力も、地球の回転を止める方向の力ではないために、自転の速さはほとんど変化しないのです。

国立天文台:質問5-6)地球はどうして回り続けているの?より引用

このように、星は誕生のときから回転をしており慣性の法則によって回り続けているということです。

そして、この自転は地球を例にすると我々の日常に大きな影響を及ぼしています。それは昼夜の存在です。地球は23時間56分で1回転(=自転周期が23時間56分)します。この回転によって、太陽の光が当たっている場所(当たっている時)が昼となり、その反対が夜になります

なお、太陽系惑星のうち、金星だけが他の惑星と反対向きで自転を行っており、金星では太陽が西から昇って東に沈みます。なぜ金星だけが違う向きで自転しているかについては、はっきりとわかっていないようです。

公転とは・なぜ公転するのか・公転による影響

公転とは、ある天体が恒星惑星等を中心としてその周りを円(楕円)状に回ることです。公転の例として地球は、恒星である太陽の周りを公転しています。

恒星惑星という用語の意味については、以下の記事で詳しく説明しているので、あわせてお読みいただくと理解がより深まります。

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では、公転の起源とはなんでしょうか。

その前に、簡単に太陽系の誕生についてお話しします。宇宙の塵やガスが集合し太陽が出来たあと(もしくはそれと同じ頃から)、無数の塵やガスの衝突により星が形成されていき、惑星が出来ていきました。それが、現在の太陽系です。

これらの星は、自転のところでお話ししたとおり、星はみな塵やガスが衝突し回転をしながら形成されていきますが、それが大きな回転となり、公転という運動につながっていったと考えられます。

それではなぜ、公転という現象は止まらずに、延々とまわり続けているのでしょうか。

まずは、引力について説明します。全ての物体は、引力(物体間で互いに引き合う力)を持っています。そしてこの引力の大きさは、物体の質量に比例します。つまり、単純に言えば重い物の方が引力は強くなります。

地球と太陽の例に当てはめると、地球の質量は約6じょ(禾+予)※kg、太陽の質量は約200穣(じょう)※kgで地球の33万倍です。したがって、力は太陽の方がはるかに強く、地球は常に太陽に引っ張られている状態です。
※単位:一十百千万億兆京垓じょ穣・・・の順に大きくなります

上述のとおり、全ての星は塵やガスが衝突し合い、回転しながら出来ました。その時の動く(進む)力、すなわち推進力は宇宙空間という空気摩擦のないところでは止まることがなく続いています。惑星のこの動く力と、太陽の引力がちょうど釣り合って、惑星は太陽に衝突せず、また太陽から離れていかずに、太陽の周りをぐるぐると回っているのです。

そして、この公転も自転と同様に地球を例にすると我々の日常に大きな影響を及ぼしています。それは、季節(四季)です。地球は自転軸(自転の中心となる軸で、北極と南極を結ぶ線)が公転面に対して垂直ではなく、23.4°傾いています。傾いたまま太陽の周りを公転することにより、季節が変化しているのです。

ちなみに春分、夏至、秋分、冬至などの二十四節気は、この公転の軌道を24分割したものになります。二十四節気については、以下の記事で詳しく紹介しているので、あわせてご覧いただければと思います。

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まとめ

超絶くん
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自転や公転に関するまとめです!

①自転とは、ある物体が自身の内部の点や軸の周りを回転すること宇宙のすべての星は自転していると考えられている

②自転の起源について、それぞれの星は宇宙の塵やガスがぶつかり合い回転しながら集まってできたものであるが、そのときの回転が今もなお続いている。つまり、星は誕生のときから回転をしており慣性の法則によって回り続けている

③地球は23時間56分で1回転する。この回転によって、太陽の光が当たっている場所(当たっている時)が昼となり、その反対が夜になる。なお太陽系惑星のうち、金星だけが他の惑星と反対向きで自転を行っており、金星では太陽が西から昇って東に沈む

④公転とは、ある天体が恒星惑星等を中心としてその周りを円(楕円)状に回ること

⑤星はみな塵やガスが衝突し回転をしながら形成されていくが、それが大きな回転となり、公転という運動につながっていったと考えられている

⑥全ての星は塵やガスが衝突し合い、回転しながら出来たが、その時の動く力、すなわち推進力は宇宙空間という空気摩擦のないところでは止まることがなく続いている。惑星のこの動く力と、太陽の引力がちょうど釣り合って、惑星は太陽に衝突せず、また太陽から離れていかずに、太陽の周りを公転している

⑦地球は自転軸が公転面に対して垂直ではなく、23.4°傾いている。傾いたまま太陽の周りを公転することにより、季節が変化している

ー今回の記事は以上です。
少しでも皆様のお役にたてたなら幸いです。ここまでご覧いただき誠にありがとうございました。
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