地球と宇宙の問題

ある地点で月を観察した。次のように考えるものとする。

• 太陽は毎日、正午（12 時）に南中する。
• 地球は 1 時間に $15^{\circ }$ 自転し、そのため月も太陽も 1 時間に $15^{\circ }$ ずつ東から西へ動いて見える。
• 月は地球のまわりを公転しているため、太陽から見た月の位置は、1 日に $12^{\circ }$ ずつ東へずれていく。新月の日には、月は太陽と同じ方向にある。
• 1 日の中で、月が南中するまでの間に月が東へずれる分は考えない。

ある日が新月であった。この日から 9 日後に、月が南中するのは正午から何分後ですか。

日本のある地点で、ある恒星 X を観察した。2 月 15 日の午後 8 時（20 時）には、恒星 X は南中する前で、日周運動であと $30^{\circ }$ 動くと真南にくる位置に見えた。

星の動きについて、次のように考えるものとする。

• 地球の自転により、星は 1 時間に $15^{\circ }$ ずつ東から西へ動いて見える（日周運動）。
• 地球の公転により、同じ時刻に見える星の位置は、1 か月に $30^{\circ }$ ずつ東から西へずれる（年周運動）。

このとき、4 月 15 日の午後 11 時（23 時）には、恒星 X は、その日に南中した位置から日周運動で何度西へ動いた位置に見えますか。

日本のある地点で、ある星を観察したところ、10 月 15 日の午後 10 時（22 時）にこの星は真南の空に見えた（南中した）。

星の動きについて、次のように考えるものとする。

• 地球の自転により、星は 1 時間に $15^{\circ }$ ずつ東から西へ動いて見える。
• 地球の公転により、同じ時刻に見える星の位置は、1 か月に $30^{\circ }$ ずつ東から西へずれる。

2 か月後の 12 月 15 日に、この星が南中した位置から西へ $30^{\circ }$ 動いた位置に見えるのは何時ですか。24 時制で、「時」の数字だけを答えなさい。

日本のある地点で、ある日の午後 6 時（18 時）に月を観察した。このとき、太陽はちょうど真西の地平線にしずんだところで、月は真南から東へ $30^{\circ }$ の方向に見えた。

次のように考えるものとする。

• 太陽と月は、空の同じ通り道（真東の地平線から真南の空を通って真西の地平線へ向かう半円）の上を動いて見えるものとし、方向はこの通り道にそってはかった角度で表す。真東から真南までは $90^{\circ }$、真南から真西までは $90^{\circ }$ である。
• 新月のとき、地球から見て太陽と月は同じ方向にある。その後、月は太陽から東の方向へ離れていき、地球から見た太陽と月の間の角度は、1 日に $12^{\circ }$ ずつ大きくなる。

この観察をした日は、新月から何日後ですか。

日本のある地点で北の空を観察した。1 月 15 日の午後 9 時（21 時）に、ある星 S は北極星の真上（天頂の向き）に見えた。

北の空の星の動きについて、次のように考えるものとする。

• 北の空の星は、北極星を中心として、観察者から見て反時計回りに回って見える。
• 地球の自転により、星 S は北極星を中心に 1 時間に $15^{\circ }$ 回って見える。
• 地球の公転により、同じ時刻に見える星 S の位置は、北極星を中心に 1 か月に $30^{\circ }$ ずつ反時計回りにずれる。

3 か月後の 4 月 15 日の午後 7 時（19 時）に、星 S は、北極星の真上の位置から北極星を中心に反時計回りに何度回った位置に見えますか。