Kandungan
- Newton Dijelaskan Tidal Tidal dalam Syarat Graviti
- Alasan Terdapat Dua Gelombang Tinggi sehari
- Kesan Orbit Bulan
- Matahari juga memberi kesan kepada pasang surut
- Menaiki Lautan Dunia Sebenar
- Tides juga terjejas oleh Peristiwa Cuaca dan Geologi
Kenaikan dan kejatuhan pasang surut mempunyai kesan yang mendalam terhadap kehidupan di planet Bumi. Selagi terdapat komuniti pesisir yang bergantung kepada laut untuk makanan, orang telah menetapkan masa aktiviti pengumpulan makanan mereka agar selaras dengan pasang surut. Untuk bahagian mereka, tumbuhan dan haiwan laut telah menyesuaikan diri dengan keruntuhan kitaran dan mengalir dengan banyak cara yang bijak.
Gravitasi menyebabkan pasang surut, tetapi kitaran pasang surut tidak disegerakkan untuk pergerakan mana-mana badan syurga tunggal. Mudah dibayangkan bahawa bulan-bulan yang mempengaruhi lautan mengalir di Bumi, tetapi lebih rumit daripada itu. Matahari juga memberi kesan kepada pasang surut.
Malah planet-planet lain, seperti Venus dan Musytari, memberikan pengaruh graviti yang mempunyai kesan minuscule. Biarkan semua pengaruh ini bersama-sama, walaupun, dan bahkan mereka tidak dapat menjelaskan fakta bahawa mana-mana titik tertentu di Bumi mengalami dua pasang surut sehari. Penjelasan itu memerlukan penghargaan bagaimana Bumi dan bulan mengelilingi satu sama lain.
Ia merupakan idealisasi untuk mempertimbangkan pasang surut sebagai hasil semata-mata oleh daya tarikan graviti. Corak cuaca di Bumi, bersama dengan struktur permukaan planet, juga mempengaruhi pergerakan air di lembangan lautannya. Ahli meteorologi mesti mengambil kira semua faktor ini apabila meramalkan pasang surut untuk sesuatu kawasan tertentu.
Newton Dijelaskan Tidal Tidal dalam Syarat Graviti
Apabila anda memikirkan Sir Isaac Newton, anda boleh melihat gambaran biasa ahli fizik / ahli matematik Inggeris yang terkena kepala oleh epal yang jatuh. Imej itu mengingatkan anda bahawa Newton, yang menarik dari karya Johannes Kepler, merumuskan Hukum Gravitasi Universal, yang merupakan penemuan utama dalam pemahaman kita tentang alam semesta. Dia menggunakan undang-undang itu untuk menerangkan pasang surut dan menyangkal Galileo Galilei, yang percaya pasang surut adalah hasil dari gerakan Bumi di sekitar matahari.
Newton memperoleh undang-undang graviti daripada undang-undang Keplers ketiga, yang menyatakan bahawa dataran tempoh planet berputar berkadaran dengan kubus jaraknya dari matahari. Newton merumuskan ini untuk semua badan di alam semesta, bukan hanya planet-planet. Undang-undang menyatakan bahawa, untuk mana-mana dua mayat jisim m1 dan m2, dipisahkan dengan jarak jauh r, daya graviti F antara mereka diberikan oleh:
F = Gm1m2/ r2
di mana G adalah pemalar graviti.
Ini dengan serta-merta memberitahu anda mengapa bulan, yang jauh lebih kecil daripada matahari, mempunyai lebih banyak kesan pada gelombang Bumi. Sebabnya adalah lebih dekat. Kekuatan graviti berubah secara langsung dengan kuasa pertama jisim tetapi terbalik dengan kekuatan jarak kedua, jadi perpisahan antara dua badan lebih penting daripada massa mereka. Seperti ternyata, pengaruh matahari pada pasang surut adalah kira-kira separuh daripada bulan.
Planet lain, yang kedua-duanya lebih kecil daripada matahari dan lebih jauh daripada bulan, mempunyai kesan yang tidak dapat diabaikan. Kesan Venus, yang merupakan planet terdekat dengan Bumi, adalah 10,000 kali kurang daripada matahari dan bulan. Musytari mempunyai pengaruh kurang - sekitar sepersepuluh dari Venus.
Alasan Terdapat Dua Gelombang Tinggi sehari
Bumi adalah jauh lebih besar daripada bulan yang kelihatan bahawa orbit bulan mengelilinginya, tetapi sebenarnya adalah bahawa mereka mengorbit di sekitar pusat yang sama, yang dikenali sebagai barycenter. Its kira-kira 1,068 batu di bawah permukaan Bumi pada garis yang meluas dari pusat Bumi ke pusat bulan. Putaran Bumi di sekitar titik ini menghasilkan daya sentrifugal di permukaan planet yang sama pada setiap titik pada permukaannya.
Daya empar adalah salah satu yang mendorong badan dari pusat putaran. seperti air dicampak jauh dari kepala pemercik berputar. Pada titik rawak - titik A - di sisi bumi yang menghadap ke bulan, graviti bulan dirasakan yang paling kuat, dan graviti menggabungkan dengan daya sentrifugal untuk mencipta arus yang tinggi.
Walau bagaimanapun, 12 jam kemudian, Bumi telah beralih, dan titik A berada pada jarak terjauhnya dari bulan. Kerana peningkatan jarak, yang bersamaan dengan diameter bumi (hampir 8,000 batu atau 12,874 km), titik A mengalami tarikan graviti bulan paling lemah, tetapi daya sentrifugal tidak berubah, dan hasilnya adalah gelombang pasang kedua.
Para ilmuwan menggambarkan ini secara grafik sebagai gelembung air yang mengelilingi bumi. Ia merupakan idealisasi, kerana ia mengandaikan Bumi secara seragam dilindungi di dalam air, tetapi ia memberikan model yang boleh dilaksanakan dari segi pasang surut akibat graviti bulan.
Pada titik-titik yang dipisahkan dari paksi Bumi-bulan sebanyak 90 darjah, komponen normal graviti bulan cukup untuk mengatasi daya sentrifugal, dan bulge itu rata. Peningkatan ini sepadan dengan pasang surut yang rendah.
Kesan Orbit Bulan
Bonjolan khayalan di sekeliling Bumi adalah kira-kira elips dengan paksi separa utama di sepanjang garisan yang menghubungkan pusat Bumi ke pusat bulan. Sekiranya bulan tidak bergerak dalam orbitnya, setiap titik di Bumi akan mengalami gelombang air yang tinggi dan pasang surut pada masa yang sama setiap hari, tetapi bulan tidak bergerak. Ia bergerak 13.2 darjah setiap hari berbanding dengan bintang-bintang, jadi orientasi paksi utama bulge itu juga berubah.
Apabila satu titik pada paksi utama bonjolan itu melengkapkan putaran, paksi utama telah bergerak. Ia mengambil Bumi sekitar 4 minit untuk berputar melalui ijazah tunggal, dan paksi utama telah berpindah sebanyak 13 darjah, jadi Bumi perlu berputar untuk tambahan 53 minit sebelum titik akan kembali pada paksi utama bulge. Sekiranya pergerakan orbital bulan adalah satu-satunya faktor yang mempengaruhi pasang surut (isyarat spoiler: ia bukan), arus tinggi akan berlaku 53 minit kemudian setiap hari untuk titik di khatulistiwa.
Dari segi kesan bulan ke atas pasang surut, dua faktor lain mempengaruhi masa pasang surut serta ketinggian air.
Matahari juga memberi kesan kepada pasang surut
Gegaran matahari mencipta satu lengkung kedua dalam gelembung khayalan di sekeliling Bumi, dan paksinya berada di sepanjang garis yang menyambungkan Bumi ke matahari. Paksi mendahului kira-kira 1 darjah sehari kerana ia mengikuti kedudukan matahari yang jelas di langit dan kira-kira separuh memanjang seperti gelembung yang dicipta oleh graviti bulan.
Dalam Teori Keseimbangan Tides, yang menimbulkan model gelembung pasang surut, menumpahkan gelembung yang dicipta oleh graviti bulan dan yang diciptakan oleh graviti matahari harus menyediakan cara untuk meramal pasang surut harian di mana-mana tempat.
Perkara-perkara yang tidak mudah, bagaimanapun, kerana bumi tidak dilindungi oleh lautan raksasa. Ia mempunyai kawasan tanah yang mewujudkan tiga lembangan lautan yang dihubungkan dengan laluan yang agak sempit. Walau bagaimanapun, graviti matahari menggabungkan dengan bulan untuk mencipta puncak dua bulanan di puncak pasang surut di seluruh dunia.
Pasang surut dan pasang surut: Gelombang air tidak ada hubungannya dengan musim bunga. Mereka berlaku pada bulan baru dan bulan purnama, apabila matahari dan bulan sejajar dengan Bumi. Pengaruh graviti kedua-dua badan syurga ini bergabung untuk menghasilkan air pasang surut yang luar biasa.
Aliran musim bunga berlaku, secara purata, setiap dua minggu. Kira-kira satu minggu selepas setiap musim bunga, paksi Bumi-bulan berserenjang dengan paksi bumi-matahari. Kesan graviti matahari dan bulan membatalkan satu sama lain, dan pasang surut lebih rendah daripada biasa. Ini dikenali sebagai pasang surut.
Menaiki Lautan Dunia Sebenar
Selain tiga lembah lautan utama - lautan Pasifik, Atlantik dan India - terdapat beberapa lembangan yang lebih kecil, seperti Laut Mediterranean, Laut Merah dan Teluk Parsi. Setiap lembangan adalah seperti bekas, dan seperti yang anda lihat apabila anda memiringkan segelas air bolak-balik, air cenderung merosot antara dinding bekas.Air di setiap baskom dunia mempunyai tempoh ayunan semula jadi, dan ini dapat memodifikasi daya pasang surut graviti dari matahari dan bulan.
Tempoh Lautan Pasifik, misalnya, adalah 25 jam, yang membantu menjelaskan mengapa terdapat hanya satu pasang surut setiap hari di banyak bahagian Pasifik. Tempoh Lautan Atlantik, sebaliknya, adalah 12.5 jam, sehingga pada umumnya terdapat dua pasang surut setiap hari di Atlantik. Menariknya, di tengah-tengah lembangan air yang besar, sering terdapat air pasang, kerana aliran ayunan semulajadi cenderung mempunyai titik sifar di tengah-tengah lembangan.
Tides cenderung lebih tinggi dalam air cetek atau di dalam air yang memasuki ruang terkurung, seperti teluk. Bay of Fundy di Maritimes Kanada mengalami gelombang pasang tertinggi di dunia. Bentuk telaga membuat ayunan semulajadi air yang membentuk resonans dengan ayunan ombak Atlantik untuk menghasilkan perbezaan ketinggian hampir 40 kaki di antara air pasang tinggi dan rendah.
Tides juga terjejas oleh Peristiwa Cuaca dan Geologi
Sebelum menggunakan nama itu tsunami, yang bermaksud "gelombang besar" dalam bahasa Jepun, ahli oseanografi digunakan untuk merujuk kepada pergerakan besar air yang mengikuti gempa bumi dan taufan sebagai gelombang pasang surut. Ini pada dasarnya adalah gelombang kejutan yang bergerak melalui air untuk menghasilkan air yang sangat dahsyat di pantai.
Angin kencang yang berkekalan boleh membantu menggerakkan air ke arah pantai dan mewujudkan pasang surut yang tinggi yang dikenali sebagai lonjakan. Bagi komuniti pesisir, lonjakan ini selalunya merupakan kesan paling besar dari ribut tropika dan ribut taufan.
Ini boleh berfungsi dengan cara lain juga. Angin luar pesisir yang kuat boleh mendorong air keluar ke laut dan membuat pasang surut yang luar biasa rendah. Ribut besar cenderung berlaku di kawasan tekanan udara yang rendah, yang dipanggil lekukan. Sejuk udara terburu-buru dari jisim tekanan tinggi ke dalam lekukan-lekukan ini, dan angin haus mendorong air.