Obsah
- Mesiac ovplyvňuje príliv a odliv viac ako slnko
- Moonsova gravitácia v kombinácii s odstredivou silou
- Vplyv slnka na prílivy a odlivy
- Štruktúra Zeme tiež ovplyvňuje prílivy a odlivy
- Účinky prílivu a odlivu
Od prehistorických čias ľudia intuitívne vedeli, že mesiac a príliv sú spojené, ale vysvetleniu dôvodu trvalo geniál, ako je Isaac Newton.
Ukazuje sa, že v prvom rade je zodpovedná gravitácia, tá tajomná základná sila, ktorá spôsobuje narodenie a smrť hviezd a formovanie galaxií. Slnko tiež vyvoláva gravitačnú príťažlivosť na Zemi a prispieva k prílivu a odlivu. Gravitačné vplyvy Slnka a Mesiaca spolu určujú typy prílivov a odlivov, ktoré sa vyskytujú.
Zatiaľ čo príčina prílivu a odlivu je gravitácia, zohrávajú úlohu zemské pohyby. Zem sa točí na svojej osi a táto rotácia vytvára odstredivú silu, ktorá sa pokúša vytlačiť všetku vodu z povrchu, rovnako ako voda vystrekuje z rotujúcej postrekovacej hlavy. Zemská gravitácia zabraňuje tomu, aby voda odletala do vesmíru.
Táto odstredivá sila interaguje s gravitačným ťahom Mesiaca a Slnka a vytvára prílivy a odlivy a je to hlavný dôvod, prečo veľa miest na Zemi prežíva každý deň dva prílivy a odlivy.
Mesiac ovplyvňuje príliv a odliv viac ako slnko
Podľa Newtonov zákon gravitácie, gravitačná sila medzi akýmikoľvek dvoma telesami vo vesmíre je priamo úmerná hmotnosti každého tela (m1 a m2) a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti (d) medzi nimi. Matematický vzťah je nasledujúci:
F = Gm1m2/ d2
kde G je univerzálna gravitačná konštanta.
Tento zákon ukazuje, že sila závisí viac od vzdialenosti ako od relatívnych hmotností. Slnko je oveľa mohutnejšie ako mesiac - asi 27 miliónov krát väčšie - ale je tiež 400-krát ďalej. Keď porovnáte gravitačné sily, ktoré pôsobia na zem, ukázalo sa, že mesiac sa ťahá asi dvakrát tak tvrdo ako slnko.
Vplyv slnka na príliv a odliv môže byť menší ako vplyv mesiaca, ale je ďaleko od zanedbateľného. Najviditeľnejšie je, keď sa slnko, zem a mesiac zoradia počas nového mesiaca a splnu. Pri splne je slnko a mesiac na opačných stranách Zeme a najvyšší príliv dňa nie je taký vysoký ako normálny, hoci druhý príliv je o niečo vyšší.
Na Novom mesiaci sú Slnko a Mesiac zoradené na tej istej strane Zeme a ich gravitačné ťahy sa navzájom posilňujú. Nezvyčajne vysoký príliv je známy ako jarný príliv.
Moonsova gravitácia v kombinácii s odstredivou silou
Odstredivá sila spôsobená rotáciou Zeme na jej osi dostáva podporu od gravitácie mesiacov, a to preto, že zem a mesiac sa otáčajú okolo seba.
Zem je omnoho masívnejšia ako mesiac, takže sa zdá, že sa pohybuje iba mesiac, ale v skutočnosti sa obe telesá otáčajú okolo spoločného bodu nazývaného ťažisko, čo je 1 068 (1 719 km) míľ pod zemským povrchom. To vytvára dodatočnú odstredivú silu, rovnako ako by sa vyskytla rotácia lopty na veľmi krátkom reťazci.
Čistým účinkom týchto odstredivých síl je vytvorenie trvalého vydutia v zemských oceánoch. Keby tam nebol mesiac, hrboľ by sa nikdy nezmenila a neboli by žiadne odlivy. Ale je tu mesiac a tu je, ako jeho gravitácia ovplyvňuje vydutie v náhodnom bode na rotujúcej zemi:
Mesiac sa pohybuje po oblohe priemernou rýchlosťou 13,2 stupňa za deň, čo zodpovedá asi 50 minútam, takže prvý príliv v nasledujúci deň nastáva o 12:50 hod., Nie o polnoci. Týmto spôsobom načasovanie prílivu a odlivu v bode sleduje pohyb mesiaca.
Vplyv slnka na prílivy a odlivy
Slnko má vplyv na príliv a odliv analogický s prílivom mesiaca a napriek tomu, že jeho polovica je silná, musí ju vziať do úvahy každý, kto predpovedá prílivy.
Ak si viete predstaviť gravitačné účinky na príliv a odliv ako pretiahnuté bubliny obklopujúce planétu, potom by bola mesačná bublina dvojnásobne dlhšia ako slnečné lúče. Otáča sa okolo Zeme rovnakou rýchlosťou ako Mesiac obieha planétu, zatiaľ čo bublinky slnka nasledujú pohyb Zeme okolo Slnka.
Tieto bubliny interagujú ako rušivé vlny, niekedy sa navzájom zosilňujú a niekedy sa rušia.
Štruktúra Zeme tiež ovplyvňuje prílivy a odlivy
Slapová bublina je idealizácia, pretože Zem nie je úplne pokrytá vodou. Má pozemkové masy, ktoré obmedzujú vodu na povodia. Ako môžete zistiť naklonením šálky vody tam a späť, voda v nádobe sa správa inak ako voda, ktorá nie je ohraničená hranicami.
Pohnite šálkou vody jedným smerom a všetky štrbiny vody na jednu stranu, potom ju posuňte iným spôsobom a šmýkačky vody späť. Oceánska voda v troch hlavných povodiach oceánu - Atlantickom oceáne, Tichom oceáne a Indickom oceáne - ako aj vo všetkých menších sa správa z dôvodu axiálnej rotácie zeme rovnako.
Pohyb nie je taký jednoduchý, pretože je tiež vystavený vetrom, hĺbke vody, topografii pobrežia a Coriolisovej sile. Niektoré pobrežia na Zemi, najmä pobrežia Atlantického oceánu, majú dva prílivy denne, zatiaľ čo iné, napríklad veľa miest na tichomorskom pobreží, majú iba jedno.
Účinky prílivu a odlivu
Pravidelné odlivy a prílivy a odlivy majú zásadný vplyv na pobrežie planéty, neustále ich narúšajú a menia svoje vlastnosti. Sediment sa prenáša na ustupujúci príliv do mora a znovu sa ukladá na iné miesto, keď sa príliv vracia.
Morské rastliny a zvieratá v prílivových oblastiach sa vyvinuli, aby sa prispôsobili tomuto pravidelnému pohybu a vyťažili z neho, a rybári po celé veky museli časom svoju činnosť prispôsobiť, aby sa im prispôsobili.
Pohyb prílivu a odlivu vytvára obrovské množstvo energie, ktorú je možné premeniť na elektrinu. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je priehrada, ktorá využíva pohyb vody na stlačenie vzduchu na pohon turbíny.
Ďalším spôsobom je nastavenie turbín priamo v prílivovej zóne, aby ich mohla odstreďovať ustupujúca a postupujúca voda, podobne ako veterné turbíny točia vzduchové turbíny. Pretože voda je omnoho hustejšia ako vzduch, prílivová turbína môže generovať podstatne viac energie ako veterná turbína.