Приливное ускорение: различия между версиями

5424 байта добавлено ,  10 месяцев назад
м
откат правок 188.170.86.1 (обс.) к версии Schekinov Alexey Victorovich
(→‎Объяснение эффекта: Добавлено содержимое.)
Метки: отменено правка с мобильного устройства правка из мобильной версии
м (откат правок 188.170.86.1 (обс.) к версии Schekinov Alexey Victorovich)
Метка: откат
}} </ref>. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, приливная волна находилась бы точно под Луной, которая притягивает её к себе, и бежала бы по поверхности Земли с запада на восток, совершая полный оборот за один сидерический лунный месяц (27 дней 7 часов 43,2 минуты).
 
Однако Земля вращается вместе«под» с находящейся на нейэтой водойволной, совершая один оборот за [[сидерический день]] (23 часа 56 минут 4,091 секунды). В результате не приливная волна бежит по поверхности Земли с востока на запад, а её горб совершая один полный оборот за 24 часа 48 минут, то есть со скоростью примерно 1600 км./час. Из-за того, что Земля вращается с большей уголовой скоростью, чем вокруг нее обращается Луна, приливнойприливная горбволна смещается вперёд по направлению вращения Земли, опережая Луну<ref name=Bjalko />.
 
Следствием такого опережения является то, что очень незначительнаязначительная часть массы океанских вод (то есть и часть массы всей Земли) смещается вперёд с линии, соединяющей центры масс Земли и Луны, на угол стремящийся к нолю, так как центр притяжения Луны смещён от центра вращения Земли не более чем на 10 метров - наравный высотупримерно меньшую2°<ref приливногоname=Bjalko горба/>. Эта смещённая вперёд масса притягивает к себе Луну, создавая силу, действующую перпендикулярно линии Земля — Луна. В результате на Луну действует момент силы, ускоряющий её обращение по орбите вокруг Земли. Но этот момент по своему количественному значению стремится к нулю и им можно пренебречь. А значит Луна не может ускорить свою скорость за счёт приливного ускорения и не может замедлить вращение Земли
 
Эффекту удаления Луны на 3,8 см. в год и замедления вращения Земли следует искать в других причинах.
Обратным следствием всего этого является то, что на берега материков, когда они «набегают» на приливную волну, действует (по третьему [[законы Ньютона|закону Ньютона]]) противоположно направленная сила, которая «тормозит» их. Таким образом Луна создаёт приложенный к планете момент силы, который замедляет вращение Земли.
Например, изменение расстояния до Луны можно объяснить проседанием земной коры из-за замедления вращения Земли. А само замедление вращения Земли может быть вызвано силами рождёнными ускорением Кориолиса, которое действует на воздушные потоки, океанские и речные течения.
 
Например, совершенно точно можно замерить количество воды протекающее по Волге в районе Волгограда, это 254 км³. Волга впадает в замкнутый водоём - Каспийское море, которое к тому же ещё и мелеет. То есть все эти 254 км³ однозначно испаряются, поглощая гигантское количество тепла. Пар конденсируется в облаках и выпадает в верховьях Волги в виде дождя. Вопрос: куда делось тепло поглощенное при испарении 254 км³ воды? Если система Земли замкнутая? На этот вопрос ответа нет, это лишь значит то, что и для силы Кориолиса Земля не является замкнутой системой. Истинные причины замедления вращения Земли надо искать здесь.
Как и во всех физических процессах, здесь действуют закон сохранения [[момент импульса|момента импульса]]<!-- <ref>Закон сохранения момента импульса выполняется не точно (общий момент импульса системы Земля — Луна всё же убывает) из-за рассеяния энергии при трении приливной волны о дно океана и берега материков и внутреннем вязком трении приливной волны{{fix|text=Проверить|
comment=Сомнительно. Рассеяние энергии при трении может нарушить сохранение энергии, но не момента импульса}}.</ref>--> и закон сохранения [[энергия|энергии]]. Момент импульса вращения Земли уменьшается, орбитальный момент импульса Луны увеличивается. С увеличением орбитального момента импульса Луна переходит на более высокую орбиту, а её собственная скорость (по третьему [[законы Кеплера|закону Кеплера]]) уменьшается. Получается так, что приливное ускорение Луны приводит к замедлению её обращения по орбите. Кинетическая энергия Луны уменьшается, а её потенциальная энергия увеличивается. При этом растёт и полная механическая энергия Луны.
 
С уменьшением момента импульса вращения Земли её вращение замедляется, длительность суток увеличивается. Соответствующая кинетическая энергия вращения тратится в процессе трения приливной волны о берега материков, превращаясь в тепло и рассеиваясь. Прилив действует и на мантию Земли, выделяемое тепло остаётся в недрах. Для малых тел вблизи больших планет, например для [[Ио (спутник)|Ио]] вблизи Юпитера, это явление превосходит тепло от радиоактивного распада.
 
Приливные силы действуют не только в океанских водах. Приливные волны формируются также в земной коре и мантии. Но благодаря неподатливости земной коры амплитуда этих «твёрдых» волн значительно уступает амплитуде океанских приливных волн, а длина, наоборот, составляет многие тысячи километров. Поэтому «твёрдые» приливные волны бегут в земной коре, почти не испытывая сопротивления, а связанный с ними тормозящий момент сил (и вызванные им замедление Земли и ускорение Луны) гораздо меньше.
 
Луна удаляется от Земли со скоростью примерно 3,8 [[сантиметр]]а в год<ref>{{cite web
|url=http://curious.astro.cornell.edu/about-us/37-our-solar-system/the-moon/the-moon-and-the-earth/111-is-the-moon-moving-away-from-the-earth-when-was-this-discovered-intermediate
|title=Is the Moon moving away from the Earth?
|publisher=Ask the Astronomer ([[Корнелльский университет|Cornell University]])
|date=2015-07-18
|accessdate=2015-10-16
|lang=en
}}</ref><ref>{{cite web
|url=https://www.seeker.com/when-the-moon-becomes-earths-nemesis-1767675191.html
|title=When the Moon Becomes Earth's Nemesis
|publisher=Discovery.com
|date=2013-07-26
|quote=In the case of the moon, it is moving away from us at a rate of 3.78 centimeters (1.5 inches) per year.
|accessdate=2015-10-16
|lang=en
}}</ref>, длительность суток на Земле постепенно увеличивается. Этот механизм работает в течение 4,5 миллиардов лет, с тех пор, как на Земле сформировались океаны. Существуют геологические и палеонтологические свидетельства того, что Земля в далёком прошлом вращалась быстрее, а лунный месяц был короче (поскольку Луна была ближе к Земле).
 
Такой процесс будет продолжаться до тех пор, пока период вращения Земли не сравняется с периодом обращения Луны вокруг Земли. После этого Луна всегда будет находиться над одной точкой земной поверхности. Очевидно, на самой Луне это уже давно произошло: гораздо более сильное тяготение Земли создавало в твёрдом теле Луны приливные волны, которые замедлили вращение Луны и синхронизировали его с периодом обращения вокруг Земли, так что Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной (то есть вращается с периодом, равным периоду оборота вокруг Земли).
 
Система [[Плутон (карликовая планета)|Плутон]] — [[Харон (спутник)|Харон]] является хорошим примером приливного эволюционирования орбит и периодов вращения своих участников. Данная система завершила свою эволюцию: и Плутон, и Харон всегда повёрнуты друг к другу одной стороной.
 
Приливное ускорение является одним из примеров необратимых [[Пертурбация (астрономия)|пертурбаций]] орбиты, которые нарастают со временем и не являются периодическими. Взаимные гравитационные пертурбации планетарных орбит в Солнечной системе являются периодическими, то есть осциллируют между крайними значениями. Приливные эффекты вводят в уравнения движения квадратичный член, который непрерывно возрастает.
 
== Количественная оценка ==