NộI Dung
- Mặt trăng ảnh hưởng đến thủy triều nhiều hơn mặt trời
- Trọng lực Moons kết hợp với lực ly tâm
- Hiệu ứng mặt trời trên thủy triều
- Cấu trúc trái đất cũng ảnh hưởng đến thủy triều
- Ảnh hưởng của thủy triều
Từ thời tiền sử, mọi người đã biết bằng trực giác rằng mặt trăng và thủy triều được kết nối với nhau, nhưng phải mất một thiên tài như Isaac Newton để giải thích lý do.
Hóa ra lực hấp dẫn, lực cơ bản bí ẩn gây ra sự ra đời của các ngôi sao và sự hình thành của các thiên hà, chịu trách nhiệm chính. Mặt trời cũng tạo ra một lực hấp dẫn trên trái đất và nó góp phần vào thủy triều. Cùng với nhau, ảnh hưởng của lực hấp dẫn của mặt trời và mặt trăng giúp xác định các loại thủy triều xảy ra.
Trong khi trọng lực là nguyên nhân số một của thủy triều, thì các chuyển động của trái đất đóng một phần. Trái đất quay trên trục của nó, và sự quay tròn đó tạo ra một lực ly tâm cố gắng đẩy tất cả nước ra khỏi bề mặt, giống như nước phun ra từ đầu vòi phun nước quay tròn. Trọng lực của trái đất ngăn không cho nước bay vào không gian.
Lực ly tâm này tương tác với lực hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời để tạo ra thủy triều cao và thủy triều thấp, và đó là lý do chính khiến nhiều nơi trên Trái đất trải qua hai đợt thủy triều cao mỗi ngày.
Mặt trăng ảnh hưởng đến thủy triều nhiều hơn mặt trời
Dựa theo Định luật hấp dẫn của Newton, lực hấp dẫn giữa hai cơ thể bất kỳ trong vũ trụ tỷ lệ thuận với khối lượng của mỗi cơ thể (m1 và m2) và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (Cười mở miệng) giữa họ. Mối quan hệ toán học như sau:
F = Gm1m2/ Cười mở miệng2
Ở đâu G là hằng số hấp dẫn phổ quát.
Luật này tiết lộ rằng lực phụ thuộc nhiều vào khoảng cách hơn so với khối lượng tương đối. Mặt trời to hơn nhiều so với mặt trăng - lớn gấp khoảng 27 triệu lần - nhưng nó cũng cách xa hơn 400 lần. Khi bạn so sánh các lực hấp dẫn mà chúng tác dụng lên trái đất, hóa ra mặt trăng kéo mạnh gấp đôi mặt trời.
Ảnh hưởng của mặt trời lên thủy triều có thể ít hơn so với mặt trăng, nhưng nó không đáng kể. Rõ ràng nhất của nó khi mặt trời, trái đất và mặt trăng xếp hàng trong mặt trăng mới và trăng tròn. Vào lúc trăng tròn, mặt trời và mặt trăng nằm ở hai phía đối diện của trái đất và thủy triều cao nhất trong ngày không cao như bình thường, mặc dù thủy triều cao thứ hai cao hơn một chút.
Ở mặt trăng mới, mặt trời và mặt trăng được xếp cùng một phía của trái đất và lực hấp dẫn của chúng củng cố lẫn nhau. Thủy triều cao bất thường được gọi là thủy triều xuân.
Trọng lực Moons kết hợp với lực ly tâm
Lực ly tâm gây ra bởi các vòng quay của trái đất trên trục của nó được tăng lực từ trọng lực của mặt trăng và đó là do trái đất và mặt trăng quay xung quanh nhau.
Trái đất nặng hơn nhiều so với mặt trăng đến nỗi chỉ có mặt trăng đang di chuyển, nhưng thực ra cả hai cơ thể đều xoay quanh một điểm chung gọi là barycenter, đó là 1.068 (1.719 km) dưới bề mặt Trái đất. Điều này tạo ra một lực ly tâm bổ sung, giống như một quả bóng quay trên một chuỗi rất ngắn sẽ trải nghiệm.
Tác động ròng của các lực ly tâm này là tạo ra một chỗ phình vĩnh viễn trong các đại dương trái đất. Nếu không có mặt trăng, phình sẽ không bao giờ thay đổi, và sẽ không có thủy triều. Nhưng có một mặt trăng và đây là trọng lực của nó ảnh hưởng đến phình tại một điểm ngẫu nhiên Một trên trái đất quay:
Mặt trăng di chuyển trên bầu trời với tốc độ trung bình 13,2 độ mỗi ngày, tương ứng với khoảng 50 phút, do đó, đợt thủy triều cao đầu tiên vào ngày hôm sau xảy ra lúc 12:50 sáng, không phải nửa đêm. Theo cách này, thời điểm của thủy triều cao tại điểm Một theo chuyển động của mặt trăng.
Hiệu ứng mặt trời trên thủy triều
Mặt trời có ảnh hưởng đến thủy triều tương tự như mặt trăng và mặc dù nó mạnh bằng một nửa, nhưng bất kỳ ai cũng dự đoán thủy triều phải tính đến nó.
Nếu bạn hình dung các hiệu ứng hấp dẫn đối với thủy triều khi các bong bóng kéo dài xung quanh hành tinh, bong bóng mặt trăng sẽ dài gấp đôi so với mặt trời. Nó quay quanh trái đất với tốc độ giống như mặt trăng quay quanh hành tinh trong khi bong bóng mặt trời theo chuyển động của trái đất quanh mặt trời.
Những bong bóng này tương tác như sóng giao thoa, đôi khi khuếch đại lẫn nhau và đôi khi triệt tiêu lẫn nhau.
Cấu trúc trái đất cũng ảnh hưởng đến thủy triều
Bong bóng thủy triều là một sự lý tưởng hóa, bởi vì trái đất không bị bao phủ hoàn toàn bởi nước. Nó có khối lượng đất giam giữ nước vào lưu vực, có thể nói như vậy. Như bạn có thể biết bằng cách nghiêng một cốc nước qua lại, nước trong một thùng chứa hoạt động khác với nước không bị giới hạn bởi biên giới.
Di chuyển cốc nước theo một cách, và tất cả các nước chảy sang một bên, sau đó di chuyển nó theo cách khác, và nước chảy ngược trở lại. Nước biển trong ba lưu vực đại dương chính - Đại Tây Dương, Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương - cũng như trong tất cả các lưu vực nhỏ hơn, hoạt động theo cùng một cách vì trục quay của trái đất.
Chuyển động không đơn giản như thế này, bởi vì nó cũng chịu gió, độ sâu của nước, địa hình bờ biển và lực Coriolis. Một số đường bờ biển trên Trái đất, đặc biệt là bờ biển Đại Tây Dương, có hai đợt thủy triều cao mỗi ngày trong khi những nơi khác, như nhiều nơi trên bờ biển Thái Bình Dương, chỉ có một.
Ảnh hưởng của thủy triều
Dòng chảy và dòng chảy thường xuyên của thủy triều có ảnh hưởng sâu sắc đến đường bờ biển của hành tinh, liên tục làm xói mòn chúng và thay đổi các đặc điểm của chúng. Trầm tích được mang theo khi thủy triều rút ra biển và đọng lại ở một nơi khác khi thủy triều quay trở lại.
Thực vật và động vật biển ở các vùng thủy triều đã phát triển để thích nghi và tận dụng phong trào thường xuyên này, và ngư dân trong mọi thời đại đã phải có thời gian hoạt động để tuân thủ nó.
Sự di chuyển của thủy triều tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ có thể chuyển đổi thành điện. Một cách để làm điều này là với một con đập sử dụng chuyển động của nước để nén không khí để lái tuabin.
Một cách khác là thiết lập các tuabin trực tiếp trong vùng thủy triều để nước rút và tiến có thể làm chúng quay tròn, giống như các tuabin gió làm quay các tuabin khí. Vì nước đặc hơn không khí rất nhiều, tuabin thủy triều có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn đáng kể so với tuabin gió.