¿El agua embotellada sube un poco en los días de luna llena?

Question

Las mareas altas y bajas son causadas por la Luna. La fuerza gravitacional de la Luna genera algo llamado fuerza de marea. La fuerza de marea hace que la Tierra—y su agua—se abulten en el lado más cercano a la Luna y en el lado más lejano de la Luna. ... Cuando estás en uno de los abultamientos, experimentas una marea alta.

Si el agua del océano sube en la luna llena. Y la aceleración gravitacional no depende de la masa del cuerpo atraído. Así como una bola de metal y una pluma caen a la misma velocidad, ¿por qué el agua de botella y el agua del océano no suben por el mismo nivel en la luna llena?

Si el aire es la razón, entonces en un planeta sin atmósfera, ¿el agua de botella y el agua del océano suben por los mismos niveles?

Answer 1

¿El agua embotellada sube un poco en los días de luna llena?

No. Las fuerzas de marea se refieren a la diferencia en la atracción gravitacional en diferentes puntos del mismo cuerpo. Para los océanos y otros cuerpos de agua muy grandes, esta diferencia hace que el agua fluya de una región a otra, lo que causa el aumento de las mareas.

Por ejemplo, por eso, a pesar de que la atracción gravitacional del sol sobre la tierra es mucho mayor que la de la luna, la luna domina las mareas porque está más cerca de la tierra y, por lo tanto, la diferencia en la atracción gravitacional es mayor.

Así que para la botella, la diferencia en la atracción gravitacional de un lado de la botella al otro lado de la botella es extremadamente pequeña porque la distancia es extremadamente pequeña en comparación con la distancia a la luna, y las fuerzas de marea no se pueden observar.

Answer 2

Incluso la respuesta más premiada aquí ha pasado por alto el hecho de que toda la botella de agua se elevará hasta un metro debido al fenómeno de las mareas terrestres. El cuerpo de la tierra se deforma por las mismas fuerzas de marea lunar y solar que causan las mareas marinas. Ver https://es.wikipedia.org/wiki/Marea_terrestre.

Answer 3

Entonces, para la botella, la diferencia en la fuerza gravitacional de un lado de la botella al otro lado de la botella es extremadamente pequeña porque la distancia es extremadamente pequeña en relación a la distancia a la luna, y las fuerzas de marea no pueden ser observadas.

¿Qué tan pequeña? Vamos a calcularlo. La aceleración en una botella de agua debido a la Luna es...

$$\text{Constante gravitacional} \times \text{masa de la Luna} \times \frac{\text{diámetro de la botella}}{\text{distancia a la Luna}^3}$$

Supongamos que nuestra botella tiene un diámetro de aproximadamente 0.06m. La distancia a la Luna varía, usaré el eje semimayor. No hará diferencia.

$$\text{masa de la Luna} = 7.34 \times 10^{22} kg$$ $$\text{distancia a la Luna} = 3.84 \times 10^8 m$$ $$\text{Constante gravitacional} = 6.674 \times 10^{−11} m^3⋅kg^{−1}⋅s^{−2}$$

Lo cual es aproximadamente $6 \times 10^{-15} m⋅s^{−2}$. Esto es un orden de magnitud más pequeño que la menor aceleración medida. No solo extremadamente pequeño, inmediblemente pequeño.

Answer 4

Como se indicó correctamente en la respuesta eliminada, las mareas no tienen nada que ver con el hecho de que la luna esté llena. Las mareas ocurren siempre, independientemente de si la luna está llena o no.

Imagínate que tu botella llena de agua está cayendo libremente hacia la luna, con la botella paralela al campo de gravedad de la luna. ¿Qué le sucederá al agua dentro? En un lado de la botella, el campo de gravedad será mayor que en el otro extremo. Aunque muy, muy poco (esto no es el caso de un cuerpo de agua grande como el de los océanos). Esta diferencia en la fuerza gravitatoria se llama fuerza de marea. Creo que puedes ver que esta fuerza de marea es fácilmente superada por la fuerza que mantiene fijo el nivel del agua dentro de tu botella. El nivel del agua aumenta un poquito, hasta el punto en que las moléculas en el agua están separadas lo suficiente como para contrarrestar las diferencias en el campo gravitatorio. Solo cuando el campo gravitatorio es lo suficientemente alto, el nivel cambiará visiblemente. El agua se estirará en gotas, y tal vez en moléculas individuales. Y las moléculas? Piénsalo...

Answer 5

Un hecho menos conocido acerca de las mareas es que la litosfera también tiene unos pocos centímetros de mareas.

Así que sí, tu botella en su totalidad se elevará hasta esa altura dos veces al día.