Równowagowa teoria pływów

Czasami nazywa się to teorią „statycznych” pływów, teorią, która pojawiła się po raz pierwszy w słynnych Principiach Isaaca Newtona. Zidentyfikowawszy siły wytwarzające pływy, Newton, a za nim inni, wyobrazili sobie hipotetyczny globalny ocean w statycznej równowadze z tymi siłami – równowadze wymagającej aprolatycznej sferoidy wody pokrywającej Ziemię. „Prolata” oznacza, że sfera, o której mowa, została rozciągnięta wzdłuż linii łączącej dwa bieguny; nie bieguny geograficzne w tym przypadku, ale bieguny zgodne z ciałem niebieskim (księżycem lub słońcem) powodujące deformację hipotetycznej sfery oceanu. Przyglądając się ponownie grafice ilustrującej siły pociągowe w poprzednim module, można łatwo wyobrazić sobie wodę zbiegającą się na tych biegunach i wytwarzającą bliźniacze „wybrzuszenia pływowe” – terminy, które wciąż są bardzo popularne we współczesnych podręcznikach.

Przyczyną popularności teorii równowagi – a przynajmniej koncepcji wybrzuszeń pływowych – jest to, że łatwo jest wyjaśnić pewne dobrze znane zjawiska pływowe za pomocą obrazów. Na poniższym obrazku po lewej stronie wyimaginowany obserwator o imieniu Joe obraca się wraz z Ziemią i napotyka na statyczne wybrzuszenia w postaci przypływów. Kiedy tylko Księżyc przecina lokalny południk Joe, jest on świadkiem przypływu. Jest to przypływ ponownie dwanaście godzin księżycowych później, kiedy Księżyc przecina przeciwny południk po drugiej stronie Ziemi. Dwa przypływy i dwa odpływy występują w ciągu jednej doby księżycowej trwającej 24 godziny i 50 minut w czasie zegarkowym (słonecznym). W the rycina na prawo, the księżyc rozwijać się w swój orbita wokoło the ziemia aposition północ od the równik (północny deklinacja). The statyczny wypukłość ruszać się the księżyc i teraz Joe spotykać dzienny inequalityin the wysoki pływ (sukcesywny wysoki pływ nierówny wysokość). Maksymalna lunardeclination, na północ lub południe od równika, produkuje pływy tropikalne; pływy pojawiające się, gdy Księżyc jest na równiku nazywane są pływami równikowymi.Tropic-equatorial pływy powtarzają się dwa razy w odstępie 27 1/3 dni – tropicmonth obejmujący jeden pełny cykl w deklinacji Księżyca. Wszystkie te obserwacje są zgodne z teorią równowagi.

Innym zjawiskiem, które łatwo wykazać w ten sposób, jest dobrze znany cykl wiosna-jesień. Solarna grawitacja również produkuje parę pływowych wybrzuszeń w hipotetycznym oceanie. Kiedy siły pociągowe Słońca i Księżyca są w jednej linii, powstają pływy wiosenne o większym zasięgu (wyższe wzloty i niższe upadki), jak pokazano na poniższym rysunku po lewej stronie. Podobnie jak na poprzednich rysunkach, kiedy księżyc zakończy kolejny półcykl na swojej orbicie – tym razem od pełni do nowiu – pływy wiosenne wystąpią ponownie.

Poniższy rysunek po prawej stronie ilustruje część neapową cyklu wiosenno-neapowego; tzn. kiedy księżyc jest w pierwszej ćwiartce (lub trzeciej ćwiartce) tego cyklu, księżycowe i słoneczne siły pociągowe są całkowicie poza linią, dążąc do przeciwdziałania sobie nawzajem, a pływy neapowe o mniejszym zasięgu (niższe wzloty i wyższe upadki) skutkują. Dwa wiosenno-jesienne cykle (dwa wiosenne i dwa noworoczne) są zakończone w 29 ½ dni, ten sam okres czasu wymagany dla księżyca, aby zakończyć jedną pełną orbitę ziemi w odniesieniu do słońca.

Inne aspekty obserwowanego przypływu zgodnie z teorią równowagi obejmują cykl perigean-apogean. Wynika on z faktu, że orbita Księżyca wokół Ziemi opisuje elipsę, a nie okrąg. Pływy perygeńskie o większym zasięgu występują w perygeum księżycowym, kiedy księżyc jest najbliżej ziemi, a pływy apogeiczne o mniejszym zasięgu występują w apogeum księżycowym, kiedy księżyc jest najdalej od ziemi na swojej eliptycznej orbicie. Cykl perigean-apogean trwa około 27 ½ dni, aby zakończyć.

Choć teoria równowagi wykonuje świetną robotę w wyjaśnianiu cyklicznych zjawisk pływowych i okresów powtarzalności związanych z wieloma z nich, jest to przykład modelu idealnego zachowania – czegoś, co działa dla zamierzonego celu, choć może nie trzymać się prawdy we wszystkich okolicznościach. My nie musimy daleko szukać tych przypadków. Ziemia jest tylko częściowo pokryta wodami, masy lądowe uniemożliwiają całkowitą podróż wokół niej, a obserwacje prawdziwych pływów pokazują, że nie reagują one natychmiast na wytwarzające pływy siły księżyca i słońca, jak wymaga tego teoria.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.