Сначала с помощью законов Ньютона находим скорость движения Луны по орбите.
Затем два случая: направление вращения Луны совпадает с направлением вращения Земли, и направлением вращения Луны противоположно направления вращения Земли. Скорость движения тени равна сумме и разности скорости вращения Луны вокруг Земли и скорости вращения поверхности Земли вокруг своей оси, равной

где

,

— радиус Земли.