Название: Приливные взаимодействия
Вид работы: доклад
Рубрика: География
Размер файла: 25.15 Kb
Скачать файл: referat.me-56295.docx
Краткое описание работы: На Земле внешнее проявление этого явления - приливы и отливы в океане, в ходе которых уровень воды дважды в сутки поднимается до своих максимальных отметок и опускается до минимальных.
Приливные взаимодействия
Рассмотрим еще одно интересное явление, возникающее под действием взаимного притяжения планеты и обращающегося вокруг него спутника. На Земле внешнее проявление этого явления - приливы и отливы в океане, в ходе которых уровень воды дважды в сутки поднимается до своих максимальных отметок и опускается до минимальных. Это объясняется притяжением Луны между двумя последовательными одноименными кульминациями ее на меридиане данного места и обусловлено тем, что Земля вращается вокруг своей оси быстрее, чем Луна совершает свой полный оборот вокруг Земли. Поэтому интервал времени между смежными циклами приливных явлений составляет 24 ч 50 мин.
Рис. 4. Приливное взаимодействие системы Земля-Луна
Поясним это на примере - рис. 4. Представим Луну в виде материальной точки, расположенной на расстоянии r от центра Земли. Радиус планеты положим равным единице, т.е. R = 1, и рассмотрим, какое притяжение испытывают точки на поверхности Земли (А), на том же меридиане на противоположной стороне (В) и в центре - в точке (О). Пусть эти точки имеют единичную массу. Положив массу Луны m, для каждой точки, в соответствии с законом тяготения, можно написать выражения:
gA =; gО =
; gВ =
. (II.26)
Найдем разность ускорений силы тяжести материальных точек А и О:
gA - gО = Gm·() = Gm
.
Поскольку расстояния r и 2r много больше единицы, то ими можно пренебречь. В итоге получим:
gA - gO = dg = . (II.27)
Выражение (II.27) характеризует приливообразующую силу, которая, как видим, обратно пропорциональна кубу расстояний между планетой и ее спутником.
Теперь вновь обратимся к рис. II.4. Под действием силы dg точка А удаляется от точки О в направлении к Луне, образуя своеобразный горб на поверхности планеты - прилив. Но точка О в свою очередь также притягивается Луной на бульшую амплитуду, чем точка В, расположенная на обратной стороне Земли. Поэтому и на обратной стороне на поверхности планеты образуется приливное вздутие. Одновременно с двумя областями прилива в точках квадратур, т.е. районах, отстоящих на 900 по меридиану от точек прилива, будет наблюдаться отлив. В ходе вращения Земли приливные волны дважды в сутки обходят ее поверхность. Высота прилива в океане не превышает 1-2 м. Однако когда приливная волна подходит к шельфовому мелководью, она возрастает до нескольких метров. Волны прилива наблюдаются и в твердой коре и достигают 51 см при сложении поля тяготения Луны и Солнца. Приливное трение, возникающее при движении жидкой и (в меньшей степени) твердой волн, приводит к торможению осевого вращения Земли и ее спутника. По этой причине Луна уже давно прекратила свое вращение вокруг оси и постоянно обращена к планете одной стороной. Уменьшение скорости вращения Земли составляет 2 с за каждые 100 тыс. лет. За последние 450 млн. лет она уменьшилась: вместо 21 ч 53 мин сутки стали составлять 24 ч в настоящее время.
Поскольку масса Земли в 81 раз больше массы Луны, то величина приливного ускорения на поверхности спутника будет примерно в 20 раз больше, чем на Земле, и теоретическая высота твердого прилива может достигать нескольких метров.
В связи с этим возникает интересный вопрос о предельно допустимом расстоянии, на которое могут сблизиться спутник и планета в ходе своей эволюции. Для этого приравняем правую часть выражения (II.27) ускорению свободного падения на поверхности планеты:
.
После преобразований получим:
r » R. (II.28)
Здесь m, r и r - масса, радиус и плотность спутника, М, R и r1 - масса, радиус и плотность планеты. Полученное выражение называется пределом Роша. Спутник, попавший внутрь предела Роша вследствие многокилометровой приливной волны, будет неизбежно разрушен и превращен в каменное кольцо вокруг планеты. Не менее катастрофичными будут последствия такого сближения и для планеты. Гигантский приливный горб высотой многие сотни метров, многократно прокатившись по поверхности планеты по мере приближения спутника, перемелет в пыль горы и равнины, реки и моря планеты, а приливное трение раскалит поверхность разрушившихся пород. Резко затормозится скорость вращения планеты, что вызовет изменение ее фигуры и сопутствующие этому процессу землетрясения. Поверхность планеты претерпит катастрофические разрушения. В свете сказанного гипотеза об образовании Тихого океана путем отрыва Луны представляется просто наивной. При входе в зону Роша она была бы превращена в пыль, сквозь которую мы до сих пор не могли бы видеть солнечного света, не говоря уже о том, что в геологической истории Земли подобной катастрофы не запечатлено. Найдем предел Роша для Земли, положив в формуле (II.29) плотности спутника и планеты примерно одинаковыми. Тогда r » R» 8400 км, где R = 6371 м - радиус Земли.
Похожие работы
-
Причина образования извилистости: меандрирование рек и других природных потоков
Нестандартная попытка объяснения общей причины образования "извилистости" природных потоков, прежде всего меандрирования рек. Утверждается, что типы речных русел обусловливаются различным соотношением "живой" силы потока и массой переносимого вещества.
-
Гидроизоляция фундамента
Поступление влаги из грунта, колебания температуры вызывают просадки земли и внутренние напряжения в фундаменте. Влага, впитавшаяся в поры материала, при замерзании расширяется и разрывает его, образуя микротрещины, через которые проникает вода и поднимается вверх по стенам.
-
Водные ресурсы и стихийные явления
Наводнения. - Вода может приносить человеку много бедствий. Это стихийные явления: наводнения, цунами, снегопады, сели, лавины, наледи, гололед, ливни. 40% всех стихийных бедствий приходится на
-
Обмен двуокисью углерода между атмосферой и океаном
Атмосферный воздух в среднем содержит 0, 03 об % углекислоты. Общее содержание двуокиси углерода в атмосфере оценивается в 0, 0233 х 1020 г.
-
Электрохимические процессы в океане
Электрические токи в океане, вызванные совместным действием земного магнетизма и движения воды, могут влиять на многие подводные вопросы.
-
Приливы
Явление морских приливов было замечено очень давно. В V веке до нашей эры о нём уже писал древнегреческий историк Геродот. Долгое время причины, вызывающие , оставались непонятными. В древности их объясняли дыханием живущего в море божества Океана, или следствием дыхания планеты. Высказывались и другие фантастические предположения о природе приливов.
-
Определение географической широты по астрономическим на-блюдениям
Определение географической широты по астрономическим на-блюдениям
-
Катастрофа в Индийском океане: факты и цифры
В 03 часа 58 минут по московскому времени 26 декабря 2004 года в результате столкновения (субдукции) Индийской, Бирманской и Австралийской литосферных плит произошло самое крупное в истории Индийского океана подводное землетрясение.
-
Почему Красное и Мертвое моря самые соленые?
Мировой океан представляет собой единое целостное природное тело, которое занимает 2/3 всей площади земного шара. Морская вода, из которой он состоит - самое распространенное вещество на поверхности Земли.
-
Вода
Популярное описание свойств.