Как Луна может так сильно влиять на океан?

Ускорение свободного падения на Земле составляет примерно 10 м / с 2 . По сравнению с этим приливное действие гравитации Луны дает локальное изменение ускорения примерно на 9 ⋅ 10 − 7 м / с 2 , то есть на семь порядков меньше. Уровень воды может подняться 1 м во время прилива, что всего на три с половиной порядка меньше глубины океана.

Как это небольшое изменение гравитации может перемещать столько воды и оказывать такое сильное воздействие на моря?

Особенно хорошее объяснение приливов дано Фейнманом в его лекциях «Характер физических законов» в Корнелле, часть 1, «Закон всемирного тяготения», примерно на 25-й минуте .

Ответы (1)

Соответствующие «100%», из которых вы должны вычислить процент, — это не глубина океана, а радиус Земли.

р ∼ 6 , 378 , 000 м
Умножьте это р по 10 − 7 и вы получите 0,6 метров, разумная оценка средних приливов.

Вы должны понимать, что поверхность океана всегда пытается создать «эквипотенциальную поверхность» — соединить все точки, имеющие одинаковый гравитационный потенциал. Гравитация Земли (плюс центробежный потенциал) вносит основной вклад в потенциал и, как вы сказали, Луна модифицирует эту функцию поправками на 7 порядков меньше и анизотропными (различными в разных направлениях). Поэтому эллипс, который мы получим из-за Луны, будет отличаться от предыдущего коррекцией порядка 10 − 7 , слишком.

Например, если представить безлунную Землю в виде сферы, то ее океан будет сферическим, т.е. эллипсоидным с полуосями. а знак равно б знак равно с . Поправка к исходному потенциалу на 7 порядков меньше создаст | а − б | / а порядка 10 − 7 . Все эти расчеты можно сделать гораздо точнее, хотя точная форма континентов и т. д. необходима для изучения точной формы приливов и отливов в различных точках реального земного шара.

Будь то 100 метров воды, 11 км воды или (нереалистично) 3000 км воды под какой-либо точкой на поверхности океана, не имеет значения в том факте, что океан будет поднят или подавлен на несколько метров или около того.

Ой! Это также объясняет, почему разница между полярным и экваториальным радиусом Земли примерно в 3•10^(-3) раз больше радиуса, поскольку вращение Земли вносит вклад примерно в 3•10^(-3) раз в гравитационное ускорение на экваторе. поверхность.
Хотя я думаю, что это упоминается, на самом деле не объясняется, почему тогда в озерах такие маленькие приливы. Или, возьмем крайний случай - мой кофе не показывает отклонение прилива ~ 0,6 м. К счастью! :-)
Озера не могут иметь сильных приливов, потому что они не охватывают достаточно большую часть земного шара, чтобы «видеть» крупномасштабные изменения гравитационного потенциала. Что касается озера, то все, что делает Луна, — это добавляет небольшое линейное возмущение, так что поверхность озера будет наклоняться в ответ, перемещая воду с одной стороны на другую. Это будет демпфировано от полного эффекта с коэффициентом примерно (радиус озера)/(радиус Земли).
Заметьте также, что приливное воздействие от Солнца имеет тот же порядок величины, что и от Луны. Так что теперь мы можем легко объяснить плюс-минус почти метр приливного действия. Затем добавьте немного динамики и посмотрите, что получится.
@b_jonas - да, абсолютно. Что касается жирной Земли, вы также можете увидеть еще один вопрос SE физика .
Как Луна может так сильно влиять на океан?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v