Vsebina
- Luna vpliva na plime več kot Sonce
- The Moon Gravity v kombinaciji s centrifugalno silo
- Učinek sonca na oceanske plime
- Struktura Zemlje vpliva tudi na plinske vode
- Učinki plimovanja
Ljudje že od prazgodovine intuitivno vedo, da sta luna in plimi povezani, vendar je genij, kot je Isaac Newton, moral razložiti razlog.
Izkazalo se je, da je predvsem odgovorna gravitacija, tista skrivnostna temeljna sila, ki povzroča rojstvo in smrt zvezd in nastanek galaksij. Tudi sonce gravitacijsko privlači na zemlji in prispeva k oceanski plimi. Gravitacijski vplivi sonca in lune pomagajo določiti vrste plimovanja.
Medtem ko je gravitacija prvi vzrok za plimovanje, igrajo lastni premiki zemlje. Zemlja se vrti na svoji osi in to predenje ustvarja centrifugalno silo, ki poskuša vso vodo potisniti s površine, kolikor voda prši stran od vrteče se glave brizgalne. Zemljina lastna gravitacija preprečuje, da bi voda odletela v vesolje.
Ta centrifugalna sila deluje z gravitacijskim potegom lune in sonca, da ustvari plimovanje in plimovanje, njen glavni razlog pa je, da veliko krajev na Zemlji vsak dan doživi dve visoki plimi.
Luna vpliva na plime več kot Sonce
Po navedbah Newtonov zakon o gravitacijije gravitacijska sila med dvema telesoma v vesolju neposredno sorazmerna z maso vsakega telesa (m1 in m2) in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje (d) med njimi. Matematični odnos je naslednji:
F = Gm1m2/ d2
kje G je univerzalna gravitacijska konstanta.
Ta zakon razkriva, da je sila bolj odvisna od razdalje kot od relativnih mas. Sonce je veliko bolj masivno kot luna - približno 27 milijonov krat bolj masivno - vendar je tudi 400-krat bolj oddaljeno. Ko primerjate gravitacijske sile, ki jih izvajajo na zemlji, se izkaže, da luna vleče približno dvakrat močneje kot sonce.
Vpliv sonca na plimovanje je morda manjši od lune, vendar še zdaleč ni zanemarljiv. Najbolj očitno je, ko se sonce, zemlja in luna med novo luno in polno luno poravnajo. Ob polni luni sta sonce in luna na nasprotnih straneh zemlje in največja plimovanje dneva ni tako visoka kot običajna, čeprav je druga visoka plimovanje nekoliko višja.
Ob novi luni sta sonce in luna postavljeni na isti strani zemlje in njuni gravitacijski vleki se med seboj krepijo. Nenavadno visoka plima je znana kot spomladanska plima.
The Moon Gravity v kombinaciji s centrifugalno silo
Centrifugalna sila, ki jo povzroči vrtenje zemlje na svoji osi, dobi zagon zaradi gravitacije lune, in to zato, ker se zemlja in luna vrtita okoli sebe.
Zemlja je toliko bolj masivna kot luna, da se zdi, da se giblje le luna, dejansko pa se oba telesa vrtita okoli skupne točke, imenovane baricenter, kar je 1.068 (1.719 km) milj pod zemeljsko površino. To ustvarja dodatno centrifugalno silo, kolikor bi se krogla vrtela na zelo kratki vrvici.
Neto učinek teh centrifugalnih sil je ustvarjanje trajne izbokline v zemeljskih oceanih. Če ne bi bilo lune, se izboklina ne bi nikoli spremenila in ne bi bilo plimovanja. Toda luna je tu in tako njeno gravitacija vpliva na izboklino naključno A na predenje zemlje:
Luna se giblje po nebu s povprečno hitrostjo 13,2 stopinje na dan, kar ustreza približno 50 minutam, zato se prvi plima naslednji dan zgodi ob 12:50 uri, ne polnoči. Na ta način časovni razpok plimovanja na mestu A sledi gibanju lune.
Učinek sonca na oceanske plime
Sonce vpliva na plimovanje, analogno mesečini, in čeprav je njegova polovica tako močna, ga mora upoštevati vsak, ki napoveduje morske plima.
Če predstavite gravitacijske učinke na plimovanje kot podolgovate mehurčke, ki obkrožajo planet, bi bili mehurčki mehurčki dvakrat podolgovati kot sonce. Okrog zemlje se vrti z enako hitrostjo, kot Luna kroži po planetu, medtem ko mehurček sonca sledi gibanju zemlje okoli sonca.
Ti mehurčki medsebojno delujejo kot moteči valovi, ki se med seboj včasih ojačajo in včasih medsebojno prekličejo.
Struktura Zemlje vpliva tudi na plinske vode
Plimski mehurček je idealizacija, saj zemlja ni popolnoma pokrita z vodo. Ima kopne mase, ki tako omejujejo vodo v kotline. Kot lahko ugotovite z nagibanjem skodelice vode naprej in nazaj, se voda v posodi obnaša drugače kot voda, ki ni omejena z mejami.
Premaknite skodelico vode v eno smer in vso vodo potegnite na eno stran, nato jo premaknite v drugo smer, voda pa poči nazaj. Oceanska voda v treh glavnih oceanskih bazenih - Atlantskem, Tihem in Indijskem oceanu - kot tudi v vseh manjših, se zaradi osnega spiranja zemlje obnaša enako.
Gibanje ni tako preprosto kot to, saj je tudi predmet vetrov, globine vode, topografije obale in Coriolisove sile. Nekatere obalne črte na Zemlji, zlasti tiste na atlantski obali, imajo dve visoki plimi na dan, druge, na primer številne kraje na pacifiški obali, pa imajo le eno.
Učinki plimovanja
Redni odlivi in pretoki plimovanja močno vplivajo na obalne črte planeta, jih nenehno erotirajo in spreminjajo njihove značilnosti. Usedlina se prenaša na umik plimovanja do morja in odlaga na novo na drugem mestu, ko se plima vrne.
Morske rastline in živali na območjih plimovanja so se razvile tako, da so se temu rednemu gibanju prilagodile in ga izkoristile, ribiči v vseh obdobjih pa so morali svoje aktivnosti uskladiti z njim.
Gibanje plimovanja ustvarja ogromno energije, ki se lahko pretvori v električno energijo. Eden od načinov za to je z jezom, ki uporablja gibanje vode za stiskanje zraka za pogon turbine.
Drug način je postavitev turbin neposredno v cono plimovanja, tako da jih lahko umikajoča se voda, ki se umika in napne, podobno kot veter vrti zračne turbine. Ker je voda toliko gostejša od zraka, lahko plinska turbina ustvari bistveno več energije kot vetrnica.