Siempre me he preguntado y una vez que lo tengo, pero luego olvidé por completo. Entiendo que a causa de la gravedad de alta y baja de las mareas en los océanos, pero ¿por qué ocurre esto en el otro lado de la Tierra?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?Imagina que tenemos un objeto muy masivo en el espacio. A una cierta distancia (diez unidades) vamos a la liberación de tres pelotas de tenis en una fila:
Las pelotas de tenis de todos caen hacia el objeto masivo. Pero debido a que la gravedad va como la distancia al cuadrado, más cerca de bolas de sentir una atracción más fuerte que el más bolas, y ellos se separan el uno del otro:
Usted está montando en la parte media de la pelota de tenis. Usted se siente como usted está en caída libre, en un buen marco inercial. Mirar hacia el objeto pesado y ver a la líder de las pelotas de tenis que se mueve lejos de usted. Usted apartar la mirada de el objeto pesado y vea el siguiente pelota de tenis alejando de usted. El objeto pesado, está tirando de las tres pelotas de tenis aparte.
Del mismo modo, si había tres objetos a la misma distancia cayendo hacia el objeto masivo,
quieres ver ellos convergen como todos ellos cayeron a lo largo ligeramente diferentes de los rayos hacia el mismo centro. Esto le da a la marea de compresión. Usted puede imaginar el proceso de lanzamiento de toda una constelación de pelotas de tenis, elegir el centro como su "marco del resto", y tener sus movimientos aproximado de la flecha patrón en el libro de Josué de la figura.
La situación permanece esencialmente el mismo si se agrega momento angular, excepto que, a continuación, su pelota de tenis constelación no se desplome sobre el objeto masivo.
En primer lugar debemos entender un poco de lo que se entiende por "marea." Una marea es la diferencia de la fuerza gravitacional de un objeto se siente a través de su volumen a partir de otro objeto. En la Tierra del caso, el lado más cercano a la luna se siente una fuerza mayor que tira de él hacia la luna que el centro de la Tierra, mientras que el lado opuesto de la luna se siente una fuerza más débil que el centro de la Tierra se siente. La imagen a continuación (tomado de este sitio, que es una gran referencia, especialmente para explicar algunos conceptos erróneos acerca de la segunda marea lunar bulto) muestra esto. El centro de la tierra, siente una fuerza hacia la luna, según se calcula por la Ley de Newton de la Gravitación:
$$F=G \frac{m_1 m_2}{r^2}$$
mientras que el resto de áreas de la superficie de la Tierra se siente un poco diferente de la fuerza de la luna que el centro de la Tierra, como se demuestra por las flechas. El lado más cercano a la luna se siente una fuerza adicional por el hecho de estar más cerca de la luna, como se demuestra por las flechas apuntando hacia la luna, mientras que el lado más lejano se siente menos fuerte de la fuerza, representada por las flechas apuntando lejos de la luna (aquí representado como un genérico de satélite).
El lado más cercano a la luna tiene una marea alta debido a la fuerza gravitacional adicional tirando el nivel del mar más alto que el promedio, mientras que el lado opuesto de la luna también tiene una gran protuberancia en virtud de la disminuida la fuerza de la gravedad se siente estar más lejos de la luna. Así, tanto las protuberancias son causadas por la luna; de un lado se siente una mayor fuerza de atracción, mientras que el otro lado se siente una menor atracción.
La Tierra está en caída libre hacia la Luna. Debido a que la gravedad decae con la distancia, el lado de la luna quiere caer más rápido que el centro de la Tierra, mientras que el otro lado tiende a caer más lento. Por lo observado en la Tierra, el otro lado "rezagada" y por lo tanto tenemos la marea alta hay.
Otra manera de imaginarse la respuesta es considerar que la tierra gira alrededor del mismo punto, así como la de la luna. Si la luna, de la misma masa que la tierra este punto sería a mitad de camino entre los dos cuerpos. Como la luna es mucho más ligero que el de la tierra el centro de rotación es mucho más cerca de nuestro planeta, pero es fuera de la superficie de la tierra. Debido a que la tierra gira alrededor de este Centro de Gravedad, todas las partes de experiencia en diferentes fuerzas centrípetas. Sólidos y líquidos en la parte de la superficie de la tierra que está más alejado de la CofG tienen la mayor de las fuerzas, la materia más cercana a la CofG tiene menos, mientras que en el medio hay un gradiente de magnitudes. De manera que el agua en el lado más lejano es forzado a salir más, en el lado cercano a los menos, y la sólida entre en algún lugar entre los dos. Por lo tanto, dos protuberancias, aunque no muy en línea con la luna debido a las restricciones de flujo de agua (de fricción). Cuando el sol y la luna están en la misma línea como la tierra, las mareas son más altas.