bijeenkomst

Opdracht II: Zon, aarde en maan (expertgroepen)
groep 1: Tijd op aarde
Onze indeling van tijd in dagen, maanden, seizoenen en jaren heeft alles te maken met de
bewegingen van de aarde en de maan ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de zon.
1. Zoek uit:
A. Welke bewegingen van aarde, maan en zon horen bij een dag,
een maand en een jaar?
B. Welke richting hebben die bewegingen?
Hoe kan je dat beredeneren uit waarnemingen die je
vanaf de aarde kan doen?
C. Welke maatregelen zijn er getroffen om onze kalender
helemaal ‘kloppend’ te krijgen?
D. Hoe ontstaan de seizoenen en hoe verschilt dat op het Noordelijk en het Zuidelijk
halfrond?
De Aardas staat niet recht, maar iets scheef. De hoek die hij maakt is ongeveer 23,5 graden. De scheve stand
van de aardas is de oorzaak van de seizoenen. Dat komt omdat dan verschillende delen van de Aarde, op
verschillende momenten meer of minder zonlicht krijgen. Op het noordelijk halfrond is de Noordpool (het bovenste
stukje van de Aarde) in december het verst van de Zon afgericht. De Noordpool ontvangt dan ook minder
zonlicht. Dan zijn de temperaturen lager en duurt een dag korter; het is dan 'winter'. De Aarde draait verder om de
Zon en de Noordpool komt dan meer richting de Zon te liggen. De Zon komt dan hoger aan de hemel te staan;
het is 'lente' op de Noordpool. Rond 21 maart duren dag en nacht dan ook even lang. Tot aan 21 juni neemt de
hoeveelheid zonlicht toe. Op 21 juni bereikt de Zon haar hoogste punt aan de hemel en staat dan boven de
kreeftskeerkring. In gebieden boven de poolcirkel staat de Zon zelfs 24 uur boven de horizon ! Het is dus steeds
licht.
De Aarde gaat verder in haar rondje om de Zon en de noordpool beweegt van de Zon af. Het wordt 'herfst' op 21
september. De dagen worden korter en op 21 december is het winter. Het is dan 24 uur donker.
Wanneer echter op het noordelijk halfrond de zomer begint, begint op het zuidelijk halfrond de winter en is het
zuidelijk van de zuidpoolcirkel donker. Als op 21 december in het noorden de winter begint, begint op het zuidelijk
halfrond de zomer. Dan beweegt de zon op de steenbokskeerkring door het zenit (het hoogste punt aan de
hemel) en staat dan pal bovenaan de hemel. De schaduw zit dan in feite onder onze voeten. Op het zuidelijk
halfrond begint in maart de herfst en in september de lente.
E. Hoe en waarom is de aarde verdeeld in verschillende tijdzones?
Deze lokalisatie van de tijd is tot stand gebracht door de aardbol in 24 stroken te verdelen, van pool tot pool, die
we Tijdzones noemen. In een tijdzone is overal de lokale tijd gelijk, maar in elke zone is de tijd 1 uur vroeger
dan in de naburige zone ten oosten ervan
De aarde is rond, en wordt altijd voor de helft verlicht door de zon. Omdat de aarde draait, verplaatst de
verlichte helft zich echter voortdurend. Wij ervaren dit als de dagen die voorbijgaan, waar we ook op aarde zijn.
Op elk moment zijn er plaatsen op aarde die van de donkere helft overgaan naar de verlichte helft (wat we als de
dageraad ervaren). Tegelijkertijd, aan de andere kant van de aarde, gaan de plaatsen over van de verlichte naar
de donkere helft (wat daar gezien wordt als de avondschemering). Dus is de tijd van de dag op de verschillende
plaatsen op aarde in de regel niet dezelfde. De lokale zonnetijd is namelijk zo bepaald, dat de kloktijd overal op
dezelfde manier de tijd van de dag aangeeft: (ongeveer) 12 uur in de middag als de zon de hoogste stand aan de
hemel bereikt (door de lokale meridiaan gaat).
F. Hoe en waarom wordt er onderscheid gemaakt tussen de plaatselijke ware zonnetijd
(PWZT), gemiddelde ware zonnetijd (GWZT), de universele tijd (UT)?
Ware zonnetijd
De ware zonnetijd is de uurhoek van de zon. In de praktijk wordt hier 12h bij opgeteld. Om 12h ware
zonnetijd staat de zon dus pal in het zuiden, en een zonnedag later (24h) is dit weer het geval.

De ware zonnetijd is een tijdschaal waarop de Zon elke dag om precies 12:00:00 uur het
hoogst aan de hemel staat, maar niet elke dag precies even lang hoeft te duren (gemeten aan
de hand van iets dat zich van de stand van de Zon aan de hemel niets aantrekt, zoals
atoomtijd of planeetgebeurtenissen aan de hemel). Je kunt de ware zonnetijd aflezen van een
goed afgestelde zonnewijzer.

De middelbare zonnetijd is een tijdschaal die gemiddeld in de pas loopt met de ware zonnetijd
maar waarop elke dag precies even lang duurt. Gemiddeld over vele planeetdagen en
planeetjaren staat de Zon om 12:00:00 middelbare zonnetijd het hoogst aan de hemel. Je
kunt de middelbare zonnetijd aflezen van een goed afgestelde klok of horloge. Deze tijd wordt
in deze bladzijden vaak de "lokale tijd" genoemd.

De officiële kloktijd die je in het dagelijkse leven gebruikt is de middelbare zonnetijd van een
bepaalde meridiaan die bij jouw tijdzone hoort. Het verschil tussen de officiële kloktijd en de
middelbare zonnetijd van een plaats hangt alleen af van het verschil tussen de geografische
lengtegraad van die plaats en de lengtegraad van de meridiaan waar de officiële kloktijd op
gebaseerd is.
Het verschil tussen de middelbare zonnetijd en de ware zonnetijd heet de tijdsvereffening. Deze geeft
aan hoeveel vroeger of later dan gemiddeld de Zon elke dag het hoogst aan de hemel staat. De
volgende tabel toont de zonnedoorgangstijden in middelbare zonnetijd voor het begin van elke maand.
Je vindt hieruit de tijdsvereffening door er 12:00 vanaf te trekken.
groep 2: De maan en de zon - schijngestalten en verduisteringen
Als je naar de maan kijkt zie je niet altijd hetzelfde: soms is het volle maan, soms eerste of
laatste kwartier en soms nieuwe maan (dan zie je vrijwel niets). Daarnaast is ’s nachts zo af
en toe een maansverduistering te zien en een heel enkele keer kun je overdag een
(gedeeltelijke) zonsverduistering zien.
Deze schijngestalten en verduisteringen ontstaan door de onderlinge stand van de zon, de
aarde en de maan.
1. Zoek uit:
A. Welke schijngestalten kan de maan hebben en hoe ontstaan die
(in welke positie staan aarde, maan en zon dan)?
Dit wordt veroorzaakt door het feit dat het lichaam vanuit een andere
richting door de zon bestraald wordt dan waar vanuit het wordt
waargenomen. Men ziet dan de terminator (d.i. de scheiding van licht
en donker) zich verplaatsen over het oppervlakte van de maan of
planeet, waardoor zij te zien is als een sikkelvormig of rond lichaam
B. Wat is het verschil tussen een siderische en een
synodische maand

Siderische dag
Een schijnbare siderische dag (of sterrendag) is de tijd die de Aarde nodig heeft om 360 graden om zijn
as te draaien; preciezer, het is …
2 kB (192 woorden) - 2 mrt 2007 03:11

Siderische maand
Een siderische maand is de tijd waarin de maan een volledige omloop om de aarde volbrengt. De
siderische maand van de maan duurt …
254 B (31 woorden) - 25 aug 2008 08:22

Synodische dag
De synodische dag staat tegenover de siderische dag , de periode die een planeet nodig heeft om om
zijn as te roteren ten opzichte van de …
1 kB (216 woorden) - 23 okt 2008 04:03

Synodische periode
De synodische periode van een planeet is niet gelijk aan de omlooptijd of siderische periode, omdat de
Aarde zelf ook verder beweegt in …
676 B (86 woorden) - 26 feb 2008 00:05
De synodische periode van een hemellichaam is de gemiddelde periode die dat hemellichaam nodig heeft om
weer in dezelfde positie in zijn baan te komen ten opzichte van de Aarde. De synodische periode van een
buitenplaneet is de gemiddelde tijd tussen twee conjuncties of opposities, die van een binnenplaneet is de
periode tussen twee bovenconjuncties of benedenconjuncties. De synodische periode van een planeet is niet
gelijk aan de omlooptijd of siderische periode, omdat de Aarde zelf ook verder beweegt in haar baan.
C. Wat is een maansverduistering en hoe ontstaat die?
Normaal weerkaatst de maan het licht van de zon naar de aarde, maar tijdens een maansverduistering staat de
aarde in de weg en ontvangt de maan geen zonlicht: de maan bevindt zich in de schaduw van de aarde. Een
maansverduistering doet zich voor wanneer de zon, de aarde en de maan op één lijn staan (met de aarde in het
midden).
D. Wat een zonsverduistering is en hoe ontstaat die?
Een zonsverduistering (of zonne-eclips) is een voor mensen direct waarneembaar astronomisch fenomeen,
waarbij overdag het licht van de zon de planeet aarde niet bereikt, omdat de maan in de weg van het licht staat.
In feite is het echter niet de zon, maar een gedeelte van de aarde dat verduisterd wordt. De zon wordt door de
maan bedekt en lijkt daardoor vanaf aarde verduisterd te zijn.
Werking van de zonsverduisteringen
Zonsverduisteringen vinden plaats als de aarde, maan en zon precies op een lijn staan. Een zonsverduistering
kan slechts op een deel van de aarde worden waargenomen. De schaduw van de maan vormt een cirkel in het
brandpunt en een ellips daarbuiten op het aardoppervlak. Een gehele verduistering is te zien waar de
slagschaduw, dit wordt ook wel kernschaduw of umbra genoemd, van de maan het aardoppervlak raakt is er
sprake van een totaliteitszone. Een gedeeltelijke verduistering is te zien waar de halfschaduw dat ook wel
penumbra genoemd wordt, de maan raakt het aardoppervlak gedeeltelijk. Bij deze laatste is er slechts een hap
zichtbaar uit de zon. Niet bij elke zonsverduistering raakt de kernschaduw van de maan de aarde; in dat geval is
er nergens op aarde een totale verduistering te zien, maar enkel een gedeeltelijke.
Een ringvormige zonsverduistering is in feite een bijzondere variant op een gedeeltelijke zonsverduistering. De
baan van de maan om de aarde is niet precies cirkelvormig, waardoor de maan soms dichtbij, soms ver van de
aarde afstaat. In het laatste geval kan het voorkomen dat de maan slechts het middelste gedeelte van de zon
afdekt. Er is dan een ringvormige zonsverduistering te zien. Een bijzonder soort zonsverduistering doet zich voor
wanneer een zonsverduistering in bepaalde gebieden totaal is en in andere gebieden als ringvormig wordt
waargenomen. Er is dan sprake van een ringvormig/totale of hybride zonsverduistering
E. Waarom en hoe ontstaan verschillende soorten zonsverduisteringen (gedeeltelijk, totaal,
ringvormig)?
Er zijn vier typen zonsverduisteringen:
Simulatie van schaduw op aarde tijdens de zonsverduistering op 11 augustus 1999

"gehele" of "totale zonsverduistering": de zon is in zijn geheel aan het zicht onttrokken door de maan.
Een totale zonsverduistering kan maximaal iets meer dan zeven minuten duren zoals in juni 1955, juni
1973 en dan pas weer in juni 2150.

"gedeeltelijke zonsverduistering": de zon is gedeeltelijk aan het zicht onttrokken door de maan — de
maan lijkt een hap uit de zon te nemen.

"ringvormige" of "annulaire zonsverduistering": de zon is gedeeltelijk aan het zicht onttrokken door de
maan — de zon vormt een lichtgevende rand om de maan. Een ringvormige zonsverduistering kan
maximaal iets meer dan twaalf minuten duren zoals in december 1937, december 1955 en december
1973.

"hybride zonsverduistering": een zonsverduistering, die afhankelijk van de plaats op aarde totaal dan
wel ringvormig wordt waargenomen. In november 2013 is zo'n ringvormige-totale verduistering niet
zoals gebruikelijk eerst ringvormig, dan vervolgens totaal en dan weer ringvormig zoals in april 2005
in het oostelijke gedeelte van de Grote Oceaan, maar begint ringvormig, wordt vervolgens totaal en...
blíjft dan tot en mét het einde totaal! Dit komt zelden voor. De vorige keer gebeurde dit in 1854, de
volgende keer in 2072.

Het is ook mogelijk dat maar een gedeelte van de kern-schaduwkegel van de maan (ook de kernschaduw heeft soms een diameter van ruim honderd kilometer, zodat deze doorsneden kan worden)
waarin de verduistering totaal of ringvormig is bij een van de polen "over de aarde scheert". Dit
gebeurt bijvoorbeeld in mei 1928, november 1967 (totale verduisteringen) en ook in maart 1950 en
april 2014 (ringvormige verduisteringen). In 1957 en ook in 2043 zijn beide verduisteringen in
hetzelfde jaar van deze zeldzame soort! In ieder van deze beide jaren was/is er één tótale "rakende"
verduistering, en één ríngvormige "rakende" verduistering! Ook de ringvormige verduistering van 31
mei 2003 is zo'n "rakende" eclips, maar bij deze verduistering raakt meer dan helft van de
kernschaduwkegel van de maan de aarde en daarom noemt men dit een "centrale" eclips. Dit in
tegenstelling tot alle andere zonsverduisteringen die in deze alinea worden genoemd, dat zijn allemaal
stuk voor stuk "niet centrale" verduisteringen omdat steeds mínder dan de helft van de
kernschaduwkegel van de maan "over de aarde scheert".
F. Waarom is er niet elke maand een zons- en maansverduistering?
Maansverduisteringen doen zich alleen voor tijdens volle maan, wanneer de maan tegenover de zon staat. Er
doet zich echter niet tijdens elke volle maan een verduistering voor, omdat de baan van de maan ongeveer
5,1° helt ten opzichte van de ecliptica (het vlak waarin de aarde rond de zon draait). Hierdoor kan een
maansverduistering alleen optreden als de maan zich in een "knoop" bevindt, één van de twee punten waar
het baanvlak de ecliptica snijdt. Meestal gaat de baan onder of boven langs de schaduwkegel van de aarde.
G. Welke bijzondere verschijnselen treden er op tijdens een zonsverduistering
groep 3: Eb en vloed
Elke dag is het twee maal laagwater (eb) en twee maal hoogwater (vloed). Dit heet getij en
wordt veroorzaakt door krachten tussen maan en aarde. Ook de zon is van invloed en
daarom is het soms springvloed en soms doodtij.
1. Zoek uit:
A. Hoe ontstaan eb en vloed precies (welke krachten
spelen daarbij een rol)?
B. Waarom is het (ongeveer) per etmaal twee maal
eb en twee maal vloed?
C. Waarom is het in verschillende kustplaatsen op
een ander tijdstip eb of vloed?
D. Wanneer is het springtij of doodtij en hoe komt
dat?
Als de zon en de maan als het ware in elkaars
verlengde staan ten opzichte van de aarde, dan bundelen zij hun krachten en trekken meer water aan. Dit
noemen we springtij. Het niveau van het water is dan bij hoogwater hoger en bij laagwater lager. De maan
en de zon kunnen elkaar ook tegenwerken. Dat gebeurt als de twee hemellichamen haaks op elkaar staan. Er
wordt dan van twee verschillende kanten aan het water getrokken, met als gevolg dat het water veel minder
stijgt dan gemiddeld. Dit verschijnsel noemen we doodtij.
Springtij komt twee maal per maansmaand (van 29,53 dagen) voor.
Je zou verwachten dat het springtij is bij volle maan en bij nieuwe
maan. Het blijkt echter twee dagen later te vallen. Hoe dat komt
wordt uitgelegd in Leeftijd van het getij.
De maansbaan staat in het algemeen onder een bepaalde hoek ten
opzichte van de aardbaan om de zon. Hierdoor staan de zon, aarde
en maan vrijwel nooit echt op één lijn. Als dit wel het geval is, dan
doet zich een maans- of zonsverduistering voor.
E. Waarom is het getij niet overal op aarde even sterk?
F. Hoe komt het dat de aarde steeds langzamer om haar as gaat draaien? Wat is daarvan
het gevolg?
Doordat de aarde steeds iets langzamer gaat draaien ten gevolge van de wrijving van de getijdengolf ... Maar
omdat de aarde ondertussen om haar as draait, gaat dat niet zo maar. ... En dit komt goed overeen met de
waargenomen beweging van de rotatieas, ... en te bekijken hoe de punten van het wiel zich verplaatsen. ...
groep 4: Navigatie
Met een GPS-apparaat kun je heel simpel overal ter wereld je positie op de aardbol bepalen.
Vroeger was dat een stuk minder eenvoudig, maar met behulp van de poolster en de zon
lukte het toch redelijk.
Tenminste… vanaf het moment dat er klokken waren die gedurende lange tijd nauwkeurig
gelijk bleven lopen, ook als je ze meenam op zee.
1. Zoek uit:
A. Hoe kun je je positie op aarde aan kunt geven met lengte en breedtegraden?
Bij het breedtegradenprobleem beperken we ons tot de nacht en maken
gebruik van de sterren (overdag zou je eveneens gebruik kunnen maken van de
zon om je breedtegraad te bepalen).
Bij het lengtegradenprobleem beperken we ons tot de dag en bepalen met
behulp van de zon onze positie t.o.v. de nul-meridiaan.
B. Hoe kun je met behulp van de poolster de breedtegraad waarop
je je bevindt bepalen?
We maken gebruik van het gegeven dat de poolster in het noorden staat. Verder
gebruiken we een plankje met een gradenboog erop, een schietloodje eraan (om
het aantal graden af te lezen) en een pvc buis (die gebruikte je vroeger vast als buis om de papieren pijltjes van
het televisieboek bij de buurvrouw in het slaapkamerraam te schieten) er boven op gemaakt. Hieronder staat een
vooraanzicht van het plankje dat we gebruiken:
Stel dat je vroeger dit plankje had gehad
om je pijlen te schieten naar het
slaapkamerraam van je buurvrouw, dan
had je van de plek dat je stond, de hoek
naar het raam kunnen aflezen op het
plankje m.b.v. het schietloodje.
Je richt de buis namelijk schuin omhoog en
het loodje blijft naar de grond gericht.
We gaan nu terug naar de breedtegraden.
We kijken ’s nachts door onze buis naar de
poolster. Het loodje zal een bepaalde hoek aanwijzen. Dat is de breedtegraad waar je je op dat moment bevind.
Kijk naar het volgende plaatje.
C. Hoe kun je met behulp van de zon de positie (lengte en breedtegraad) waarop je je
bevindt bepalen?
Met het horloge (eigenlijk de zon) (het is 8.15 uur). Richt de uurwijzer op de zon. Op de helft van de hoek tussen
de 12 en de uurwijzer (vanaf de 12 met de klok mee gerekend) is dan de richting van het zuiden. Houdt wel
rekening met zomer- en wintertijd. In de winter moet je 1 uur eraf halen voor de 'zonnetijd' (14 uur zomertijd
wordt dan 13 uur zonnetijd) en in de zomer moet je 2 uur eraf halen (eigenlijk respectievelijk 40 minuten en
1uur40minuten).
D. Waarom en hoe moet je daarbij rekening houden met de zogenaamde seizoenscorrectie
en de tijdsvereffening?
De tijdsvereffening is het verschil tussen de middelbare plaatselijke tijd en de ware plaatselijke tijd, de tijd
die meestal door een zonnewijzer wordt aangewezen.
De tijdsvereffening - boven de as het aantal minuten dat de middelbare plaatselijke tijd voorloopt op de
zonnewijzer (maximaal 14 minuten), en onder de as het aantal minuten dat hij achterloopt (maximaal 16,5
minuut).
Gaat men ervan uit dat de bewegingen van de hemellichamen volkomen regelmatig zijn, dan zou men
verwachten dat de zon steeds na precies 24 uur in het zuiden staat, en dat tijdens de lente de dagen 's
morgens en 's avonds in gelijke mate langer worden.
Dat dat niet het geval is, kan iedereen constateren die in een zakagenda de tijden van zonsopkomst en
zonsondergang vergelijkt. Soms komt de zon een paar minuten eerder op dan de vorige dag, maar gaat hij
nauwelijks later onder. En het midden tussen zonsopgang en zonsondergang is lang niet altijd op hetzelfde
moment van de dag.
E. waarom was het in de 18e eeuw zo moeilijk om de lengtegraad nauwkeurig te bepalen?
Navigeren bleef tot ver in de achttiende eeuw een kwestie van gissen. De breedtegraad, oftewel de afstand tot de
evenaar bepalen, dat kon en je hebt in het vorige hoofdstuk kunnen zien hoe dat in zijn werk gaat. Maar de
oost/west-positie meten was onmogelijk. Eenmaal midden op zee, uit het zicht van referentiepunten, wisten de
navigatoren daardoor noch waar ze zaten, noch in welke richting ze de haven moest zoeken. De koers bepalen
betekende gokken, met het leven van de bemanning als inzet. Pas met de uitvinding van een zeewaardige klok
kon de volledige positie nauwkeurig gemeten worden.
Met de huidige techniek is de juiste positiebepaling op open zee een peulenschil.
Met de huidige techniek is de juiste
positiebepaling op open zee een
peulenschil.
De evenaar
Wanneer je om de aarde allemaal denkbeeldige horizontale lijnen
trekt, is een van deze cirkels groter dan de andere. Je krijgt dan een
serie ringen die van de beneden naar boven eerst groter worden,
totdat ergens halverwege de grootste cirkel ontstaat (Equator).
Daarna krimpen de rondjes weer tot een klein kringetje aan de top
van de aarde (rode en blauwe lijnen). De cirkel halverwege heeft de
grootste omtrek, daarom mag die wat speciaals betekenen. Dit noem
je de als ‘horizontale referentie-cirkel’, of de ‘evenaar’. Alle hoogtes
worden hieraan gerelateerd.
De evenaar is een denkbeeldige cirkel (40.000 km lang, de grootste),
die even ver van de beide polen over het oppervlak van de aarde
loopt. Andere namen zijn: equator, evennachtslijn en linie.. Deze lijn
heeft in het coördinatenstelsel de benaming 0 graden. NB/ZB
gekregen en loopt op 90 graden. van beide polen.
De getallen in de afbeelding geven de breedtegraden aan!
De lengtegraad bepalen heeft echter meer voeten in
aarde. Je kunt de truc met de cirkels weer uithalen.
Alleen hier mogen de kringen elkaar wel snijden. Je
tekent daarom een aantal even grote cirkels die elkaar
snijden op de top en de bodem van de sinaasappel. Er
ontstaat echter een probleem: wat kies je als de nulcirkel?
De blauwe en rode lijnen stellen in dit figuur de
lengtegraden voor. De getallen stellen het aantal graden
oosterlengte of westerlengte voor!
Greenwich
Al eeuwen voor het begin van de jaartelling maakten navigatoren en kaartenmakers gebruik van een
coördinatenstelsel. De evenaar lag al snel vast. Het vinden van een wereldwijde standaardisatie van de
nulgraden meridiaan bleek een moeilijker probleem. Immers het blijft een dubieuze keuze, en waarom zou een
stad als Londen met de eer mogen gaan strijken als het ook Parijs had kunnen zijn. Dus verplaatste deze
referentie-cirkel zich afhankelijk van de kaartenmaker, politieke voorkeur of geldschieters langs plaatsen als de
Canarische eilanden, Rome, Kopenhagen, Pisa en Philadelphia. Uiteindelijk werd de Engelse plaats Greenwich
de plek waar het oosten en het westen elkaar ontmoeten. In Greenwich lag de belangrijkste sterrenwacht in die
tijd. Hiermee lag het aardse raster definitief vast. Het trekken van de virtuele lijnen is simpel, maar hoe bepaal
midden op zee je positie. Het coördinaten-stelsel blijft immers grotendeels onzichtbaar, slechts hier en daar
gevisualiseerd door een plaatselijk VVV-monument. Nu kan een beetje padvinder eenvoudig de afstand tot de
evenaar bepalen. Bijvoorbeeld aan de hand van de positie van de Poolster boven de nachtelijke horizon of de
hoogte van de zon. Het bepalen van de lengtegraad bleek in het pre-satellieten-tijdperk bijzonder moeilijk.
Gissen
Het principe is simpel. Een navigator bepaalt wanneer de zon op haar hoogste punt staat. Het is dan 12.00 uur
lokale tijd. Als hij aan boord een horloge heeft met daarop de Greenwich-tijd dan kan hij zijn positie bepalen.
Immers de aarde maakt een volledige omwenteling van 360 graden in 24 uur. Een tijdsverschil van 1 uur
betekent dus een positieverschil van 15 graden. Dus nodig: de tijd van een ander, bekend punt op aarde. En juist
hierin schuilt het probleem. Want het maken van een betrouwbare klok met zeebenen bleek pas in de achttiende
eeuw te kunnen. Tot die tijd hebben heel wat zeelieden het leven gelaten door tekortschietende navigatie. Ligt het
eiland met vers water en voedsel nu ten oosten of ten westen van ons? Moeten we naar stuurboord of naar
bakboord wenden om de gevaarlijke riffen te omzeilen? De breedtegraad liet zich eenvoudig bepalen, naar de
lengtegraad kon alleen gegist worden.
Op 22 februari 1707 liep ten gevolge van een verkeerde schatting een grote vloot op de Engelse rotsen.
Tweeduizend man vonden er hun zeemansgraf. Dit incident betekende de druppel die de emmer deed overlopen.
Een grote zeevarende natie als Engeland had schreeuwend behoefte aan een goede plaatsbepaling op zee. Het
parlement loofde als gevolg van deze ramp een prijs uit voor de kraker van het lengtegraad-probleem: 20.000
toenmalige ponden, omgerekend naar de koers van nu vele miljoenen guldens.
Perfectionisme
Harrison, timmerman van beroep, gaf al op jonge leeftijd blijkt van interesse in wetenschap en techniek. Zo
bouwde hij op twintigjarige leeftijd, zonder opleiding of ervaring in die richting, een slingeruurwerk. Zijn
oorspronkelijke professie bleef hij trouw: hij maakte de klok grotendeels van hout. De timmerman maakte steeds
meer werk van zijn hobby, zo bouwde hij in 1722 een torenklok. Deze houten klok loopt nog steeds. Ook
Harrison werd gegrepen door het virus van de lengtegraden, de grootste uitdaging van die tijd. Vergelijk het met
huidige problemen als het vinden van een oplossing voor kernafval of een geneesmiddel tegen kanker.
Harrison’s prototype bleek een gigantisch mechanisme van bijna twee kubieke meter inhoud. Hier bleek het
voordeel van zijn keuze voor hout. Het gangwerk hoefde namelijk niet gesmeerd te worden. De viscositeit van
olie, en daarmee de wrijving in het gangwerk en dus de nauwkeurigheid blijkt namelijk sterk afhankelijk van de
temperatuur. Hoewel deze klok in principe voldeed en getest had kunnen worden, stonden twee obstakels in de
weg. Aan de ene kant Harrison’s karakter: zijn koppigheid en drang naar perfectionisme. Zo weigerde hij de
ultieme test omdat hij in zijn hoofd een beter concept had. En ten tweede de jury zelf: de Raad van de
Lengtegraden. Dit college bestaande uit astronomen, wiskundigen en natuurkundigen geloofden niet in een
mechanische oplossing. Zij hechten meer waarde aan plaatsbepaling op basis van de sterren.
groep 5: Oriëntatie aan de hemel
1. Zoek uit:
A. Welke begrippen worden op welke manier gebruikt om je
te kunnen oriënteren aan de hemelbol? Hoe kun je in dit
systeem de positie van hemellichamen vastleggen?
B. Welke rol speelt de plaatselijke sterretijd hierbij?
C. Hoe is de dagelijkse beweging van de zon over de
hemelbol te beschrijven en hoe verandert deze in de loop
van het jaar?
D. Hoe komt het dat de oriëntatie van de hemelbol (d.w.z.
de positie van de hemelpolen en de hemelequator) in
de loop der eeuwen verandert?
S
t
e
r
r
e
n
k
u
n
d
e
>
H
e
m
Opdracht II: Zon, aarde en maan (gemengde groepen)
1. Welke maanfase is er bij: - een zonsverduistering resp. een maanverduistering
- springvloed resp. doodtij
Zonsverduisteringen kunnen alleen voor komen bij Nieuwe Maan
Maansverduisteringen doen zich alleen voor tijdens volle maan
Springtij komt twee maal per maansmaand (van 29,53 dagen) voor. Je zou verwachten dat het springtij is bij
volle maan en bij nieuwe maan. Het blijkt echter twee dagen later te vallen
Doodtij komen voor bij eerste en laatste kwartier
2. Waarom kun je een maansverduistering alleen ’s nachts zien en een zonsverduistering
alleen overdag?
In tegenstelling tot zonsverduisteringen, die in een klein gebied van de aarde te zien zijn, zijn
maansverduisteringen waarneembaar vanaf elke plek waarvan men de maan kan waarnemen. Dit is op
aarde, bij volle maan, dus vrijwel overal waar het nacht is. De verduistering vindt immers plaats op de
maan zelf, die geen direct zonlicht ontvangt.
Een zonsverduistering (of zonne-eclips) is een voor mensen direct waarneembaar astronomisch fenomeen,
waarbij overdag het licht van de zon de planeet aarde niet bereikt, omdat de maan in de weg van het licht
staat. In feite is het echter niet de zon, maar een gedeelte van de aarde dat verduisterd wordt. De zon wordt
door de maan bedekt en lijkt daardoor vanaf aarde verduisterd te zijn
3. Waarom duurt een maansverduistering veel langer dan een zonsverduistering?
Omdat de schaduw bij een maanverduistering veel groter is . zie tekening.
4. Tijdens een maansverduistering is er op de maan een zonsverduistering. Is er tijdens een
zonsverduistering op de maan ook een aardverduistering?
Nee, Een zonsverduistering kan slechts op een deel van de aarde worden waargenomen
5. Draait de maan ook om haar as? Zo ja: hoe lang doet ze daar over?
Ja, Net als de aarde draait de maan om de zon, maar zij draait eigenlijk met de aarde mee. De maan maakt een
baan om de aarde, waardoor zij dus tegelijkertijd een baan om de zon maakt. De omlooptijd van de maan
bedraagt ongeveer 27,3 dagen. Tegelijkertijd draait de maan ook om haar eigen as. Daar heeft zij, door invloed
van de aarde, nagenoeg evenveel tijd voor nodig als haar omlooptijd rond de aarde. Dit verklaart ook waarom
wij de maan altijd van dezelfde kant zien.
6. Hoe lang duurt een dag op de maan?
Een dag op de Maan duurt ongeveer een maand, namelijk 29,53 dagen. In deze tijd draait de Maan eenmaal om
z'n as, ten opzichte van de Zon. Op de Maan zie je in die tijd dus eenmaal een zonsopkomst en eenmaal een
zonsondergang. Hier merken we op Aarde niets van, omdat de Maan in dezelfde tijd eenmaal om de Aarde
draait. Hierdoor heeft de Maan dus altijd dezelfde kant naar de Aarde gekeerd.
7. De maan draait in 27 dagen, 7 uur, 43 minuten en 11,56 s om de aarde. Toch is de
periode tussen 2 maal volle maan langer. Hoe komt dat?
Bij bepaalde springtijen is de dagelijkse ongelijkheid bijzonder groot. De daarop volgende ongelijkheid zal dan
juist klein zijn. Dit houdt verband met het punt, ofwel de knoop, waar de maansbaan het eclipticavlak snijdt. Het
eclipticavlak is het vlak dat wordt gevormd door de aardbaan en de zon. De zon, aarde en maan staan dan zo
goed mogelijk in één vlak. De periode tussen twee knopen bedraagt 27,21 dagen. Deze haalt de periode van de
maansmaand, ongeveer 29,53 dagen, langzaam in. Na ongeveer 13 maansmaanden, dat is ongeveer 376 dagen,
is een inhaalslag afgerond.
8. In veel islamitische landen wordt nog steeds gewerkt met een ‘zuivere’ maankalender.
Waarom valt hun nieuwjaar elk jaar op een (voor ons) andere datum? Hoeveel dagen
eerder of later is dat?
Het islamitische jaar telt 12 maanmaanden en is daardoor ongeveer 11 dagen korter dan het zonnejaar. Dit
houdt in dat de islamitische jaartelling langzaam inloopt op de christelijke. Dit merkt men bijvoorbeeld aan
het feit dat de ramadan, het Suikerfeest en het Offerfeest ieder jaar anderhalve week vroeger vallen.
9. Zomers staat de zon hoger boven de horizon dan ’s winters. Hoe zit dat met de maan in
de zomer en de winter? Kijk apart naar nieuwe maan, eerste kwartier, volle maan en
laatste kwartier.
De volle maan staat precies tegenover de zon aan de hemel, dus als 's zomers de zon hoog aan de hemel
staat, staat de maan op de plek van de winterzon, dus laag aan de hemel.
10. Waarom zien we ’s zomers andere sterrenbeelden dan ’s winters?
11. Bij de wisseling van het millennium (de overgang van het jaar 1999 naar 2000) kon je
een plaats in een Concorde huren en zo de millenniumwisseling 3 maal vieren. Leg uit
hoe dat kan en stel een mogelijk vluchtschema op voor die Concorde.
Als het in suriname 12 uur is, kan je vliegen naar guyana, want daar is er een tijdverschil van -1 uur.enz
17. Waarom heeft het getij (van de maan) een periode die langer is dan 12 uur?
De tijd tussen het ene hoogwater en het andere hoogwater duurt geen 12 uur maar circa 12 uur en 25 minuten.
Dit heeft te maken met de ellipsvormige baan van de maan om de aarde, na 27,32 dagen heeft de maan één
omloop voltooid. Er treed dus een verschuiving op qua tijdsstip van het hoog- en laagwater.
18. Kun je uit de getijbeweging van de maan afleiden of zij in dezelfde richting om de aarde
draait als de aarde om haar as? Zo ja: hoe dan, zo nee: waarom niet?
De maan draait in dezelfde richting om de aarde als de richting ... De omlooprichting van de aarde om de zon is
dezelfde richting als waarin de aarde om haar ..... Deze meetreeksen worden gebruikt voor het afleiden van de
19. Op aarde is de zwaartekracht ten gevolge van de zon veel groter dan de zwaartekracht
ten gevolge van de maan (zelfs al staat de zon veel verder weg). Toch is het getij onder
invloed van de maan groter dan het getij onder invloed van de zon. Hoe komt dat?
Het stijgen en dalen van de oceaan wordt veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de Zon en de Maan.
Ondanks het feit dat de massa van de Zon 27 miljoen maal groter is dan die van de Maan, heeft de Maan de
belangrijkste invloed op de getijden, omdat de Zon veel verder weg is. De vermenigvuldigende factor van
afstand boven zwaartekracht vermindert de 27 miljoen sterkere aantrekkingskracht van de Zon dusdanig dat
deze minder is dan die van de Maan. Alleen omdat de Maan dichterbij is heeft deze de belangrijkste invloed op
de getijden van de oceanen.
20. Stel je voor dat je ’s nachts met een vliegtuig naar een onbekende plek wordt vervoerd.
De volgende dag merk je dat de zon zijn hoogste punt 40 minuten eerder bereikt dan je
verwachtte. Tevens staat ze op dat moment 10 minder hoog dan je verwachtte.
Hoeveel graden ben je verplaatst (kijk apart naar noord/zuid en oost/west). Met hoeveel
kilometer komt dat overeen?
Zie navigatie
21. Iemand bepaalt m.b.v. de zon zijn positie op aarde. Hij heeft zich echter vergist in de
maand: het was op de dag van zijn bepaling niet 1 januari maar 1 februari. Hierdoor
klopt de door hem bepaalde positie niet geheel. Leg uit hoe hij fout zit (te veel naar het
westen/oosten + noorden/zuiden). Maak ook een schatting hoeveel hij er naast zat.
22. Een leerling bepaalt op 20 februari zijn positie op aarde met een stok. Hij meet dat de
zon om 12.48 uur in zijn hoogste punt staat, nl. 26,5 boven de horizon. Bepaal hiermee
de positie van de leerling (lengte- en breedtegraad).
23. Wat is de geografische breedte van de poolcirkel?
De poolcirkels zijn bijzondere parallellen op 66½° NB en ZB. Op de poolcirkels komt de zon één dag per
jaar niet op en gaat de zon één dag per jaar niet onder. Het aantal dagen per jaar dat de zon niet opkomt of
niet ondergaat, wordt groter naarmate men vanaf de poolcirkels in de richting van de polen gaat.
De plaats waar de zon een dag per jaar niet ondergaat verschilt per jaar. Soms ligt deze noordelijker, soms
zuidelijker van de poolcirkel. Ieder jaar heeft dus een eigen poolcirkel. De breedte van 66,5 is het
gemiddelde van deze jaarlijkse schommelingen.Precies op de geografische Noordpool en de geografische
Zuidpool gaat de zon een half jaar niet onder (de pooldag) en komt hij een half jaar niet op (de poolnacht
24. Waar ligt de hemelnoordpool voor een waarnemer op de evenaar?
25. Wat is de declinatie van sterren die op onze breedtegraad circumpolair zijn?
Zie bijeenkomst 1
26. Hoe groot is de declinatie van de zon in de zonnewendepunten?
Zie bijeenkomst 1
27. Wat is de maximale zonshoogte als hij in het zomerwendepunt resp. het
winterwendepunt staat?
Zie bijeenkomst 1
28. Het zomerwendepunt ligt in het sterrenbeeld Tweelingen en het winterwendepunt in de
Waterman. Waarom spreken we dan toch over de Kreeftskeerkring en de
Steenbokskeerkring?
Zie bijeenkomst 1