2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 13:27 
Заслуженный участник


23/05/19
1154
В книге Ландау, Китайгородский "Физика для всех. Физические тела" в гл. 6 рассматривается приливное ускорение, создаваемое Луной в двух точках Земли: максимально приближенной к Луне (первая обведенная формула) и максимально отдаленной от Луны (вторая обведенная формула).

Изображение

Тут $\gamma$ - гравитационная постоянная, $m$ - масса Луны, $r$ - расстояние от Луны до центра Земли, $R$ - радиус Земли. Далее авторы, пренебрегая членами порядка $R/r$, находят, что приливные ускорения в этих двух точках одинаковы по модулю и направленны от центра Земли.
Если же все-таки не пренебрегать ими, и посчитать разность модулей этих двух ускорений, то получается следующее:
$$\dfrac{\gamma m}{(r-R)^2} - \dfrac{\gamma m}{r^2} - \left[\dfrac{\gamma m}{r^2} - \dfrac{\gamma m}{(r+R)^2\right]} \approx \dfrac{\gamma m}{r^2}\left[1+\dfrac{2R}{r}+\dfrac{3R^2}{r^2}+ 1 - \dfrac{2R}{r}+\dfrac{3R^2}{r^2} \right] \approx 6\dfrac{\gamma mR^2}{r^4}$$
Правильно я понимаю, что это значит, что приливные горбы от Луны все-таки будут не симметричны, а выше в ближних к Луне точках? И правильно ли я понимаю, что оценить это разницу можно, найдя какую долю от "усредненных" приливных ускорений $2\dfrac{\gamma mR}{r^3}$ составляет найденная разница? То есть:
$$6\dfrac{\gamma mR^2}{r^4} / 2\dfrac{\gamma mR}{r^3} = \dfrac{3R}{r}\approx 0.047$$
Тогда, раз под действием приливного ускорения $2\dfrac{\gamma mR}{r^3}$ океаны поднимаются на 50см, то разница высот из-за неодинаковых ускорений в ближайшей и удаленной точке составит $50cm\cdot0.047\approx 2.4cm$?
Правильны ли эти выкладки, и если да, то есть ли какие-то наблюдения, их подтверждающие?

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 14:29 


17/10/16
4796
Dedekind
Довольно очевидно, что приливные силы тем больше, чем ближе объект к источнику гравитации. Горб создают приливные силы, поэтому горб, обращенный к Луне, будет выше. Рассмотрите движение двух частиц, радиально падающих одна за другой вблизи от центра тяготения и вдали от него. В первом случае расстояние между частицами будет быстро нарастать (большие приливные силы). Во втором - почти не будет меняться при их падении (малые приливные силы).

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 15:07 
Заслуженный участник


23/05/19
1154
sergey zhukov в сообщении #1582624 писал(а):
Горб создают приливные силы, поэтому горб, обращенный к Луне, будет выше.

А это было как-то зафиксировано в природе? А то везде их рисуют одинаковыми.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 15:56 


17/10/16
4796
Dedekind
Да это не то чтобы такой эффект, который требуется экспериментально проверять. Совершенно ясно, что все так и есть. При желании можно его учитывать, если мы уже дошли до такого уровня точности, и нарисовать приливные горбы точнее. Нет проблем.

Полно ведь таких приближений, которые мы спокойно принимаем. Скажем, параллельность и однородность силы тяжести от центрального источника в некоторой конечной области пространства, хотя на самом деле этого не бывает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 15:58 
Заслуженный участник


23/05/19
1154
sergey zhukov
Понятно, спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 20:40 
Заслуженный участник


18/09/21
1756
sergey zhukov в сообщении #1582633 писал(а):
в некоторой конечной области пространства
в "малой"
тут важна малость, а не конечность

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение21.02.2023, 20:41 


17/10/16
4796
zykov
Да, разумеется. Имелось ввиду "в конечной, а не бесконечно малой".

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение04.03.2023, 10:48 


17/10/16
4796
Dedekind
Если интересно. Есть такой простой плоский симулятор физики Phun. В нем можно проверить то, что вам нужно. Скажем, создадим жесткую планету с упругой оболочкой (шарики на пружинках):
Изображение

Это будет планета с водным океаном. В симуляторе можно настраивать жесткость пружин и рассеивание энергии на них, так что волны деформации этого океана рассеивают энергию. Заставим планету и ее "океан" вращаться вокруг жестко закрепленного центра притяжения по стационарной круговой орбите. Вот что мы видим:
Изображение

Хорошо заметно, что форма поверхности океана больше похожа на яйцо, чем на эллипс. Это не значит, конечно, что "приливной горб бывает только с одной стороны", просто с другой стороны он меньше. А самое главное, два горба особенно очевидны, если их сравнивать с тем, что мы видим с боков.

На этой простой модели можно и другие явления посмотреть. Например, приливной захват спутника (явление, невозможное для жестких сферических тяготеющих тел, но возможное для "мягких"), приливная эволюция любой орбиты к круговой орбите и приливная синхронизация собственного и орбитального вращения, даже приливное разрушение тел. Попробуйте.

 Профиль  
                  
 
 Re: Приливное ускорение от Луны
Сообщение04.03.2023, 16:26 
Заслуженный участник


23/05/19
1154
sergey zhukov
Ух ты, большое спасибо, обязательно попробую:)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Утундрий


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group