Свет на физиката Силите на плимата и осеката
Свен Тиц, Херман-Фридрих Вагнер 22 март 2007 година
Кога водата полека се повлекува на плажа, Месечината има невидлива рака - секое дете го знае тоа. Но, како висината и времетраењето на плимата и осеката доаѓаат во детали, може да се објасни само со интеракцијата на силите на привлекување меѓу земјата и месечината и меѓу земјата и сонцето. Наклонот на Земјината оска, наклонот на Земјината орбита кон орбитата на Месечината и географијата, исто така, влијаат на плимата и осеката.
Основниот феномен, сепак, се одвива помеѓу земјата и Месечината. Гравитационата сила на Месечината ја влече материјата на планетата. Бидејќи јачината на оваа сила се намалува со оддалеченоста, плимите се појавуваат.
На страната на земјата која е свртена кон Месечината, гравитационата сила што ја извршува на земјата е малку поголема отколку во центарот на земјата. Земјината кора тешко се предава на оваа разлика во силите, но водата на океаните го следи влечењето на лунарната гравитација - водата се движи кон Месечината и формира поплавена планина.
Но, од спротивната страна на земјата е токму спротивното. Таму привлечноста на Месечината е малку помала отколку во центарот на земјата. Затоа водата таму ја губи земјата под неа, така да се каже, и нивото на морето се крева - водата се оддалечува од Месечината и формира втора поплавена планина.
Сепак, двете планини со поплави не се со иста големина. Бидејќи силата што предизвикува наплив на плима е седум проценти посилна на страната свртена кон Месечината отколку на задната страна. Оваа разлика е затоа што градиентот на гравитационата сила - степенот на нејзината просторна промена - нелинеарно зависи од растојанието: јачината на градиентот е обратно пропорционална со коцката на растојанието помеѓу две маси (додека самата сила е обратно пропорционална со квадратот).
Во областите помеѓу двете поплавени планини има плима, т.е. малку вода, бидејќи оттаму водата се „влече“ во поплавените подрачја.
Дали центрифугалната сила на земјата исто така игра улога на одлив и одлив во однос на системот земја-месечина? Сè уште често се користи за да се објасни втората поплавена планина од страната подалеку од Месечината. Сепак, земајќи ја предвид центрифугалната сила, само го прави објаснувањето погломасно, без центрифугалната сила да биде од важност за појава на плимата и осеката (види инфо поле).
Влијание на ротацијата на земјата
Сопственото движење на земјата, т.е. ротацијата на земјата околу себе, е исклучително важно за плимата и осеката, како што ги перципираме - без ротација на земјата, плимата и осеката не би се движеле преку површината на земјата, туку би биле фиксирани на едно место. Но, бидејќи Месечината ротира околу Земјата за 27,3 дена, т.е 27,3 пати побавно од Земјата околу себе, површината на земјата се оддалечува постојано во источен правец под поплавените планини и долините на осека. Планината планина на тој начин се движи во западен правец околу земјата.
Комбинацијата на само-ротација со комбинираната ротација на земјата и месечината значи дека не треба точно 24 часа додека истата точка на земјината топка повторно не се соочи со Месечината и на тој начин има планина од поплавување, но малку подолго: 24 часа и 50 минути. Плимата и осеката - тоа е временскиот интервал помеѓу плима и плима - е долг половина: трае 12 часа и по 25 минути.
Нема пролетна плима без сонце
Ниптид и пролет
За да се разбере феноменот на одлив, покрај месечината, мора да се разгледа и влијанието на нашиот друг близок космички придружник. Бидејќи централната starвезда влијае на плимата и осеката преку својата гравитациска сила на сличен начин како и Месечината - иако помалку силно. Гравитационото влечење што го прави сонцето на земјата е околу 200 пати повеќе од месечината поради големата маса на сонцето, но бидејќи сонцето е околу 400 пати подалеку од Земјата од Месечината, плимата е сонцето (градиентот на нивната гравитациона сила) помал од оној на Месечината. Бидејќи градиентот на гравитацијата паѓа побрзо со растојанието отколку силата. Затоа приливната моќ на сонцето е само 46 проценти во споредба со нашиот сателит.
Во зависност од тоа како се поставени сонцето, месечината и земјата во однос на едни со други, сонцето ги зајакнува или ги ослабува плимите и осеките. Двете со constвездија во кои сите три небесни тела се на една линија, т.е. младата месечина и полната месечина, се особено важни. Потоа, плимните ефекти на сонцето и месечината се интензивираат, а има и пролетни плими со особено голема планина и особено мала осека (види ја статијата во „Физика зад нештата“ на плимата). Во случај на половина месечина, од друга страна, и двете влијанија делумно се компензираат едни со други. Постојат нипптиди со само слабо изразена висока и мала плима и осека.
Плимата и брегот
Секој што веќе поминал неколку брегови на светот, знае секако дека плимата и осеката не е секаде подеднакво силна. Во Средоземното море, опсегот на плимата и осеката е едвај забележлив на некои места, додека разликата помеѓу висока и ниска плима во Северното Море е неколку метри. Причината за овие разлики треба да се најде во географијата.
Дистрибуцијата на континентите сама по себе создава пречки и на тој начин влијае на движењата на водата. Длабочината и обликот на океаните, исто така, влијаат на плимата и осеката. Од гледна точка на физиката, има врска со систем на присилни вибрации во меѓусебно поврзани сливи на вода низ целиот свет. Во зависност од географските услови, ова дури може да доведе до резонантни феномени, кои го тресат плимата и осеката. Малите маргинални мориња на континенталната полица (континентални полици) како што е Северното Море се споени со овие вибрации. Како резултат, силата на плимата и осеката во таквите области на земјата честопати се генерира од овие вибрации.
Како позицијата на Месечината влијае на плимата и осеката
Среде големи океани како Пацификот, опсегот на плимата не достигнува ниту метар. Силни плими и осеки се забележуваат само во близина на копно на бреговите. Како што се намалува длабочината на водата, така и брзината на движењето на плимата се намалува - но во исто време се зголемува опсегот на плимата и осеката. Обликот на крајбрежјето исто така има силно влијание врз локалното формирање на плимата и осеката. Ова може да доведе до флуктуации во плимните разлики од неколку сантиметри до над десет метри. Заливот на Фунди во источна Канада го држи рекордот, каде разликата помеѓу плимата и осеката е до четиринаесет метри.
Како наклонот на земјата ги искривува одливот и одливот
Објаснувањето на плимата и осеката станува малку посложено кога ќе земете предвид дека оската на земјата е наклонета, а орбитата на Месечината е навалена во однос на земјината орбита. Ова предизвикува асиметрија при одлив и одлив. Бидејќи планините за поплавување се наоѓаат секогаш на поврзувачката линија земја-месечина, но оваа линија не мора да води низ екваторот. Месечината може да се движи до 28,7 степени од небесниот екватор на својата траекторија преку небото. Затоа, поплавените планини периодично ја менуваат својата позиција во однос на екваторот.