Il moto di rotazione lunare avviene intorno al proprio asse da Ovest verso Est alla velocità angolare di 13° al giorno; la durata è pari a 27 giorni 7 ore 43 minuti e 12 secondi: ciò è la causa della Luna che rivolge sempre la stessa faccia alla Terra. L'attrazione gravitazionale della Terra provoca delle oscillazioni lievi sul rigonfiamento equatoriale chiamate librazioni che insieme alle librazioni apparenti (dovute allo spostamento della Terra, alla posizione dello spettatore e alla rotazione terrestre) ci permettono di vedere più della metà della Luna.

Il moto di rivoluzione avviene in senso antiorario-a quello di rotazione-lungo un'orbita ellittica di cui la Terra occupa uno dei 2 fuochi alla velocità di 1 km/s e dura 27 giorni 7 ore 43 minuti 12 secondi (mese sidereo) se ci si riferisce a una stella e 29 giorni 12 ore 44 minuti 3 secondi (nese sinodico o lunazione) se ci si riferisce all'allineamento Terra-Sole. Il piano su cui giace l'orbita lunare non coincide con quello terrestre ma è inclinato di 5°; per questo l'orbita lunare interseca quello terrestre in 2 punti chiamati nidi e collegati tra loro dalla linea dei nodi.

Il moto di traslazione è uguale al moto di rivoluzione terrestre e la Luna percorre una traiettoria ovale (l'epicicloide) taglia l'orbita terrestre 24 o 25 volte: si ha la concavità rivolta verso il Sole.

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