Tartalom
- A Hold az árapályokat inkább érinti, mint a nap
- A hold gravitáció a centrifugális erővel kombinálva
- A nap hatása az óceáni dagályokra
- A Föld Szerkezete az óceáni dagályokat is érinti
- Az árapály következményei
Az őskor óta az emberek intuitív módon tudták, hogy a hold és az árapály összefüggenek, ám Isaac Newtonhoz hasonló zseninek volt szüksége az ok magyarázatára.
Kiderült, hogy a gravitáció, az a titokzatos alapvető erő, amely a csillagok születését és halálát, valamint a galaxisok kialakulását okozza, elsősorban a felelős. A nap gravitációs vonzerőt gyakorol a földre, és hozzájárul az óceáni dagályokhoz. A nap és a hold gravitációs hatása együttesen segít meghatározni az árapály típusát.
Noha a gravitáció az árapályok elsőszámú oka, a Föld saját mozgásai szerepet játszanak. A föld a tengelyén forog, és ez a centrifugális erő létrehoz egy centrifugális erőt, amely megpróbálja az összes vizet a felszínről kiszorítani, ugyanúgy, ahogy a víz permeteződik a forgó sprinkler fejéből. A föld saját gravitációja megakadályozza, hogy a víz az űrbe repüljön.
Ez a centrifugális erő kölcsönhatásba lép a hold és a nap gravitációs vonzódásával, árapályokat és árapályokat hozva létre, és ennek fő oka, hogy a Földön sok helyen napi két dagály tapasztalható meg.
A Hold az árapályokat inkább érinti, mint a nap
Alapján Newton gravitációs törvény, az univerzum bármely két testének gravitációs erő közvetlenül arányos az egyes test tömegével (m1 és m2) és fordítva arányos a távolság négyzetével (d) közöttük. A matematikai kapcsolat a következő:
F = Gm1m2/ d2
ahol G az univerzális gravitációs állandó.
Ez a törvény feltárja, hogy az erő inkább a távolságtól függ, mint a relatív tömegektől. A nap sokkal hatalmasabb, mint a hold - körülbelül 27 millió alkalommal olyan hatalmas -, de a 400-szor is messzebb van. Ha összehasonlítjuk a földön kifejtett gravitációs erőket, kiderül, hogy a hold körülbelül kétszer olyan nehéz, mint a nap.
A napok árapálykori hatása kisebb lehet, mint a holdé, de távolról sem elhanyagolható. A legnyilvánvalóbb, amikor a nap, a föld és a hold feláll az új hold és a telihold idején. Teliholdkor a nap és a hold a föld másik oldalán helyezkedik el, és a nap legmagasabb dagálya nem olyan magas, mint a normál, bár a második dagály kissé magasabb.
Újholdkor a nap és a hold a föld ugyanazon oldalán sorakoznak fel, és gravitációs vonzóik megerősítik egymást. A szokatlanul magas dagályt nevezik szökőár.
A hold gravitáció a centrifugális erővel kombinálva
A föld tengelye forgása által okozott centrifugális erő növeli a holdak gravitációját, és azért van, mert a föld és a hold egymás körül forog.
A föld annyira hatalmasabb, mint a hold, hogy úgy tűnik, hogy csak a hold mozog, de valójában mindkét test egy közös pont körül forog, az úgynevezett barycenter, amely 1.068 mérföld (1.719 km) mérföldnyire van a Föld felszíne alatt. Ez további centrifugális erőt hoz létre, ugyanúgy, mint egy nagyon rövid húrra forgó golyó.
Ezeknek a centrifugális erőknek az a hatása, hogy állandó dudor keletkezzen a földi óceánokban. Ha nem lenne hold, akkor a domb soha nem fog megváltozni, és nincs árapály. De van egy hold, és eretnekszik arra, hogy a gravitáció hogyan befolyásolja a dudorot egy véletlenszerű ponton A a forgó földön:
A hold napi átlagban 13,2 fokos sebességgel mozog az égen, ami körülbelül 50 percnek felel meg, tehát a következő nap első dagálya 12: 50-kor, éjfélkor nem, éjfélkor. Ily módon a dagály időzítése ponton A követi a hold mozgását.
A nap hatása az óceáni dagályokra
A nap az árapályhoz hasonló hatással van a holdéval, és annak ellenére, hogy a fele annyira erős, bárki, aki a tenger árapályát jósolja, ezt figyelembe kell vennie.
Ha ábrázolja az árapályok gravitációs hatásait a bolygót körülvevő hosszúkás buborékokként, akkor a holdak buborék kétszer olyan hosszúkás lesz, mint a nap. A föld körül ugyanolyan sebességgel forog, mint a hold kering a bolygón, miközben a napbuborék követi a föld mozgását a nap körül.
Ezek a buborékok úgy működnek, mint zavaró hullámok, néha felerősítik egymást, néha eltüntetik egymást.
A Föld Szerkezete az óceáni dagályokat is érinti
Az árapály-buborék idealizáció, mivel a föld nem borítja teljesen a vizet. Szárazföldi tömeggel rendelkezik, amelyek úgy mondják, hogy a vizet medencékbe korlátozzák. Mint mondhatjuk egy csésze víz előre-hátra döntésével, a tartályban lévő víz másképp viselkedik, mint a víz, amelyet nem határolnak a határok.
Mozgassa a csésze vizet egy irányba, és az összes víz elcsúszik az egyik oldalra, majd mozgassa másik irányba, és a víz visszahúzódik. A három fő óceánvíz - az Atlanti-óceán, a Csendes-óceán és az Indiai-óceán -, valamint az összes kisebb óceánvíz ugyanúgy viselkedik a föld axiális spinje miatt.
A mozgás nem olyan egyszerű, mert szélnek, vízmélységnek, tengerparti topográfiának és a Coriolis-erőnek is kitéve. A Földön néhány tengerparton, különösen az Atlanti-óceán partján, naponta két dagály van, míg másokban, például a Csendes-óceán partján sok helyen, csak egy.
Az árapály következményei
Az árapályok rendszeres hulláma és áramlása súlyos hatással van a bolygó tengerpartjaira, folyamatosan rontja őket és megváltoztatja tulajdonságaikat. Az üledéket a visszatérő árapályon továbbítják a tengerbe, és újból lerakják egy másik helyre, amikor az árapály visszatér.
Az árapályos területeken élő tengeri növények és állatok adaptálódtak ehhez a rendszeres mozgáshoz, és kihasználták azt.
Az árapály mozgása hatalmas mennyiségű energiát generál, amelyet villamos energiává lehet alakítani. Ennek egyik módja egy gát, amely a víz mozgását használja a turbina meghajtásához a levegő összenyomására.
Egy másik módszer a turbina felállítása közvetlenül az árapály zónába úgy, hogy a visszahúzódó és előrehaladó víz képes forgatni őket, ugyanúgy, mint a szél forgatja a turbinákat. Mivel a víz ennél sokkal sűrűbb, mint a levegő, az árapály turbina lényegesen több energiát generál, mint egy szélturbina.