Почему притяжение Луны вызывает приливы в морях и океанах Земли?
3 ответа:
<h2>Чтобы понять, почему луна вызывает приливы, нужно начать с разъяснения некоторых основ небесной механики. Начала Мария Ивановна...</h2>
<h2>На этом месте, Мария Ивановна обычно заканчивает свой рассказ, если бы не Вовочка...</h2>
Если взять пустой участок космоса вдали от звезд и планет и поместить туда Землю и Луну на том же расстоянии, на котором они находятся в реальности, то и Земля и Луна начнут, притягивается друг к другу, и будут двигаться навстречу друг к другу, все быстрее и быстрее, пока не столкнуться. Можно будет сказать, что Луна упала на Землю, но одинаково верным будет и утверждение, что Земля упала на Луну, так как Земля, тоже двигалась навстречу Луне, пусть и медленнее. Произошло взаимное притяжение и взаимное падение друг на друга.
Если проигнорировать движение Земли относительно галактических осей координат и принять землю за точку отсчета, то получится, что Луна притягивается к Земле. Теперь, если придать Луне некоторое боковое смещение, перпендикулярное движению падения, то можно выбрать такую скорость смещения при которой, Луна будет постоянно падать на Землю, но постоянно промахиваться. Чуть меньше скорость смещения и Луна упадет на Землю, чуть больше, и Луна улетит в космос. Если выбрать правильную скорость, то Луна выйдет на орбиту Земли. Однако, если поместить точку отсчета в центр Луны, то это будет выглядеть так, как будто Земля вышла на орбиту Луны, а с точки зрения Галактики, Земля и Луна будут вращаться вокруг общего центра масс.
Вот иллюстрация того, как система Земля-Луна вращается вокруг Солнца. Луна падает на Землю, Земля на Луну, а вместе они падают на Солнце, которое в свою очередь падает на них, но все они постоянно промахиваются.
Падение одного тела на другое, это движение с ускорением. Поскольку все тела в Солнечной Системе падают одно на другое, то все они движутся с ускорением.
<h2>Теперь нужно сказать несколько слов о гравитации.</h2>
Исходя из закона всемирного тяготения, несложно заметить, что сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами масс двух тел. Отсюда следует, что гравитационное поле неоднородно. Сила притяжения массивного объекта тем сильнее, чем ближе мы находимся к этому объекту. Так же несложно догадаться, что на больших расстояниях неоднородность не столь ярко выражена как вблизи. Земля и Луна находятся очень близко друг от друга. Следственно, можно сказать, что Земля находится в существенно неоднородном гравитационном поле Луны.
Исходя из этих фактов можно произвести вот такой рассечет:
Здесь изображена Земля, движущаяся с ускорением в направлении луны. Поскольку гравитационное поле луны неоднородно, то, на землю начинают действовать так называемые "приливные силы". Приливные силы это виртуальные силы, появляющиеся вследствие привязки системы координат к центру земли. Приливные силы направлены от центра Земли параллельно направлению ускоренного движения. С точки зрения людей, они выглядят как антигравитация. На самом же деле, Земля просто падает на Луну и ее "растягивает" в неоднородном гравитационном поле.
Солнце действует на Землю так же как и Луна. Солнце гораздо массивнее Луны, но поскольку оно расположено гораздо дальше, то его гравитационное поле не столь неоднородно, и по этому приливные силы вызванные Солнцем, не столь велики.
Обычные дети смиренно замолкают подавленные глубиной ее познаний, но этот противный Вовочка, оказывается умеет не только думать но и считать. Вовочка тянет руку и спрашивает: Марь-Иванна, а Марь-Иванна, я тут посчитал и получается, что приливные силы равны примерно одной десяти-миллионной G. Разве можно поднять что-либо силой в десять миллионов раз меньшей чем его вес? Здесь Мария Ивановна озадаченно умолкает, потому что Вовочка абсолютно прав. Приливные силы неспособны поднять ни единой молекулы воды. - Садись Вовочка, два!
Но Вовочка не унимается. Если приливы вызваны луной, то почему они бывают только в морях и океанах, но не в озерах, бассейнах или чашках чая? Как так получается Марь-Иванна? Мария Ивановна не знает что ответить, так как в школе ее этому не учили. А дело все в гидравлике...
<h2>Приливные силы действительно вызывают приливы, но не так как это обычно описывают. Вот диаграмма сил действующих на землю и ее океаны под влиянием луны:</h2>Здесь видно, что на экваторе приливные силы направлены по направлению от земли, а на полюсах к земле. Отсюда следует, что молекулы воды на которые действуют силы направленные от земли, становятся чуть легче, а молекулы на которые действуют силы направленные к земле, становятся чуть тяжелее.
Мировые океаны это сообщающиеся сосуды, а если в сообщающиеся сосуды налить разные по весу жидкости, то уровень в сосудах с более легкой жидкостью будет выше. Более тяжелая вода выдавливает более легкую наверх и образуются приливные горбы. Хотя приливные силы весьма невелики, но распределенные по объему мирового океана, они суммируются, и их суммы хватает для того, чтобы перемещать огромные объемы воды. Именно поэтому, приливы бывают только в водоемах сообщающихся с мировым океаном.
Читайте также