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
4794
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
4794
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
4794
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
4794
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: нет зарегистрированных пользователей


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