Frage:
Warum wird der Mond als Hauptursache für Gezeiten angesehen, obwohl er schwächer als die Sonne ist?
Moctava Farzán
2014-11-29 21:43:22 UTC
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Sie haben wahrscheinlich in Büchern gelesen, dass Gezeiten hauptsächlich vom Mond verursacht werden. Wenn der Mond hoch am Himmel steht, zieht er das Wasser auf der Erde nach oben und es kommt zu einer Flut. Es gibt einen ähnlichen Effekt, der Ebbe verursacht. Sie sagen auch, dass die Sonne dasselbe tut, aber im Vergleich zum Mond eine geringere Wirkung hat.

Hier ist meine Frage: Warum ist der Mond die Hauptursache für Gezeiten? Warum nicht die Sonne? Die Sonne ist im Vergleich zum Mond extrem massiv. Man könnte sagen, die Sonne ist viel weiter als der Mond. Aber ich habe eine einfache Antwort: Setzen Sie diese Zahlen einfach in $ a = \ frac {GM} {d ^ 2} $ ein und finden Sie die Gravitationsbeschleunigung für den Mond und dann für die Sonne (übrigens auf der Erde). Sie finden etwas um $ 3.38 $ $ 10 ^ {- 6} $ $ g $ für den Mond und $ 6.05 $ $ 10 ^ {- 4} $ $ g $ für die Sonne - ich habe es noch einmal überprüft, um sicherzugehen. Wie Sie sehen können, zieht die Sonne ungefähr ungefähr 180 $ mal stärker auf der Erde. Kann jemand das erklären? Danke ist Voraus.

Vielleicht möchten Sie [diesen Abschnitt] lesen (https://en.wikipedia.org/wiki/Tide#Forces).
Verwandte: http://physics.stackexchange.com/q/111685/16660.
Es ist nicht richtig zu sagen, dass der Mond Gezeiten verursacht, indem er "das Wasser nach oben zieht".Es zieht das Wasser sowohl auf der nahen als auch auf der fernen Seite der Erde.Aber es zieht * mehr * auf die nahe Seite, und es ist dieser Unterschied, der zählt.Um es kurz zu machen, es geht nicht um $ m / r ^ 2 $, sondern um eine Ableitung, d. H. $ M / r ^ 3 $.Wenn Sie das berechnen, werden Sie sehen, dass der Mond eine stärkere Wirkung hat als die Sonne.
Sie werden jede andere Person finden, die Ihnen antwortet, wie der Mond die Gezeiten durch Differential und Integral verursacht und was nicht.Aber niemand wird antworten können, wie eine Kraft in der Größenordnung von 10 ^ -5 N tatsächlich die Gezeiten verursacht.Das liegt daran, dass dies nicht der Fall ist.
Fünf antworten:
Wolphram jonny
2014-11-29 21:59:30 UTC
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Was für Gezeitenkräfte wichtig ist, ist nicht die absolute Schwerkraft, sondern die unterschiedliche Schwerkraft auf dem Planeten, dh wie unterschiedlich ist die Schwerkraft an einem Punkt auf der Erdoberfläche in der Nähe der Sonne relativ zu einem Punkt auf der Erde Oberfläche weit weg von der Sonne. Wenn Sie es mit dem Mond vergleichen, ergibt sich, dass die Gezeitenkraft der Sonne etwa 0,43 der des Mondes beträgt.

Angenommen, zwei verschiedene Körper am Himmel haben dieselbe scheinbare Größe. Da die Masse M des Objekts als $ r ^ 3 $ wächst (weil $ M = 4/3 \ rho \ pi R ^ 3 $ und $ R = \ theta r $), wächst die Gravitationskraft tatsächlich linear mit $ r $, wobei $ r $ die Entfernung und $ R $ der Radius des Objekts ist. Wenn also zwei Körper dieselbe scheinbare Größe (wie der Mond und die Sonne) und dieselbe Dichte haben, wäre die Gezeitenkraft dieselbe. Die Dichte des Mondes ist ungefähr 2,3-mal größer als die der Sonne, deshalb ist die Gezeitenkraft um diesen Faktor größer.

Diese Erklärung über die gleiche scheinbare Größe erscheint sehr verwirrend.Ich würde sagen _ "[...] das Volumen $ V $ des Objekts wächst als $ r ^ 3 $ - - die Kraft wächst linear mit $ r \ rho $" _, so dass es nicht nötig wäreNehmen Sie zunächst an (ohne es explizit zu sagen, bevor Sie die Berechnungen durchführen), dass Sonne und Mond die gleiche Dichte hatten.
Ich mochte das Bild und es tut mir leid, dass es wieder herausgeschnitten wurde.
@Floris Vielen Dank, dass Sie es erwähnt haben. Es wird weiterhin im Bearbeitungsverlauf angezeigt.
$ Floris @G.Bach Ich werde versuchen, es zu bearbeiten, um es weniger verwirrend zu machen (zumindest die Nummer, die falsch lag) und es zurückzusetzen.
Ich denke, es gibt eine Lücke in der Begründung dieser Antwort.Sie beginnen damit, dass die absolute Schwerkraft nicht die relevante Größe ist, und sprechen dann im zweiten Absatz trotzdem darüber, wie die Kraft (selbst) mit $ r $ wächst.Ich denke, was fehlt, ist, dass die Differenz eines $ r ^ {- 2} $ Kraftfeldes proportional zu $ r ^ {- 3} $ ist und dass dies genau den Faktor $ r ^ 3 $ aufhebt, um den die Masse unter Konstanten zunimmtscheinbare Größen- und Dichteannahmen.Daher sollten solche Objekte unabhängig von $ r $ einen Gezeiteneffekt haben.Schließlich ist es ihr Dichteverhältnis, das Sonne und Mond unterscheidet.
@MarcvanLeeuwen Danke!Ich stimme Ihnen zu, die Grammatik ist nicht gut und / oder die Argumentation ist nicht klar.Aber ich denke, die Leute haben verstanden, was ich meinte.Ich werde das Schreiben aufgrund der großen Anzahl von Stimmen verbessern.
Ich habe bereits eine Antwort auf eine eng verwandte Frage geschrieben, die einen anderen, expliziteren Vergleich zwischen der Mond- und der Sonnenflut zeigt.Da es für Leser dieser Antwort von Interesse sein könnte, werde ich es hier verlinken: http://physics.stackexchange.com/a/111695/16660.
Floris
2014-11-29 22:31:38 UTC
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Gezeiten werden durch den Gradienten des Gravitationsfeldes verursacht - daher sinkt die "Gezeitenkraft" mit der dritten Potenz der Entfernung.

Dies bedeutet, dass die relative Stärke der Gezeiten

\ begin {align} \ mathrm {ratio} & = \ frac {M_ \ mathrm {moon} \ cdot D_ \ mathrm {sun} ^ 3} {M_ \ mathrm {sun} \ cdot D_ \ mathrm {moon} ^ 3} \\ & = \ frac {7 \ cdot 10 ^ {22} \ cdot (1.5 \ cdot 10 ^ {11}) ^ 3} {2 \ cdot 10 ^ {30} \ cdot (3.7 \ cdot 10 ^ {8}) ^ 3} \\ & = 2.3 \ end {align}

Obwohl die Sonne massereicher ist, macht ihre größere Entfernung ihre Gezeitenkraft etwa 2,3x schwächer als die des Mondes - im Einklang mit Ihrer Zahl (und meinen runden Zahlen ...)

Wenn Sie nach einem Vorschlag von @wolprhram jonny eine bestimmte Winkelgröße $ \ alpha $ der Sonne / des Mondes annehmen (beide sind ungefähr 0,5) ° von der Erde aus gesehen) können Sie die obige Gleichung umschreiben, indem Sie zuerst die Masse durch Dichte mal Volumen ersetzen und dann neu anordnen: \ begin {align} \ mathrm {ratio} & = \ frac {(\ rho_ \ mathrm {moo n} r_ \ mathrm {moon} ^ 3) \ cdot D_ \ mathrm {sun} ^ 3} {(\ rho_ \ mathrm {sun} r_ \ mathrm {sun} ^ 3) \ cdot D_ \ mathrm {moon} ^ 3 } \\ & = \ frac {\ rho_ \ mathrm {moon} \ alpha_ \ mathrm {moon} ^ 3} {\ rho_ \ mathrm {sum} \ alpha_ \ mathrm {sun} ^ 3} \ end {align}

Wenn also der scheinbare Winkel am Himmel gleich ist, skalieren die Gezeitenkräfte mit der Dichte der Objekte. Interessantes und unerwartetes Ergebnis.

Toller Hinweis.Jetzt ist es klar;Wie Sie und @wolprhram jonny gezeigt haben, ist das absolute Schwerefeld nicht wichtig, und der ** Gradient ** des Gravitationsfeldes ist wichtig.Es ergibt Sinn;Ich musste mir sagen: Wenn es nur um Schwerkraft geht, würde der Erdboden ebenso frei fallen wie das Meerwasser, und somit würde keine Flut passieren.Danke für die kristallklare Antwort.
Könnte das Schicksal daher anhand der Gezeiten gemessen werden?
@PyRulez Ja, Sie könnten die Dichte (nicht das Schicksal!) Aus diesem Effekt abschätzen.Sie möchten eher Änderungen der Schwerkraft als "Gezeiten" messen, aber es wäre möglich.
Aber die Gezeiten sind über viel Wasser kumulativ.Ich habe mich gefragt, ob Gezeiteneffekte es uns ermöglichen würden, die Masse des Mondes / der Sonne in Kilogramm genauer zu bestimmen und daher G genau zu messen.
@PyRulez - nein, die Bewegung des Wassers hängt nur lose mit der Kraft und Phase der Gezeiten zusammen (es ist wirklich ein Wellenphänomen, das von den Gezeitenkräften angetrieben wird).Siehe [David Hammens sehr vollständige Antwort zum Thema] (http://physics.stackexchange.com/a/121858/26969/)
Loren Pechtel
2014-11-30 01:24:02 UTC
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Die hochgelobte Antwort ist richtig, aber um die Dinge viel einfacher zu machen:

Gezeiten basieren auf der Änderung der Schwerkraft, nicht auf der Schwerkraft. Das heißt, sie fallen am Würfel der Entfernung ab und nicht am Quadrat der Entfernung, wie es die Schwerkraft selbst tut. Daher ist das Objekt mit der größten Schwerkraft nicht unbedingt dasjenige, das die meiste Flut verursacht.

"Die hochgelobte Antwort" - welche?Die Stimmen ändern sich im Laufe der Zeit.Wenn Sie auf eine bestimmte Antwort verweisen müssen, verlinken Sie darauf.Aber ich sehe hier nicht, was Sie tatsächlich hinzufügen.[Floris 'Antwort] (http://physics.stackexchange.com/a/149499/40456) erwähnt das Gesetz der dritten Potenz bereits in seinem ersten Satz.
Was hinzugefügt wurde: Kürze.
@RobertB Kürze und ein Mangel an Mathematik, der das Lesen von Posts für diejenigen erschwert, die nicht daran gewöhnt sind, mit solchen Dingen umzugehen.Ich versuche, für den Durchschnittsmann zu antworten, nicht für den Wissenschaftler.
Hugoagogo
2014-11-30 04:38:31 UTC
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Wie in anderen Antworten angegeben, ist es, wie stark sich die Gravitationskraft auf gegenüberliegenden Seiten der Erde unterscheidet, die die Gezeiten erzeugt.

Sie können dies immer noch mit $ a = \ frac {GM} zeigen {d ^ 2} $, aber Sie müssen den Unterschied berücksichtigen, nicht die absolute Kraft auf der Erde.

Die Sonne ist zwar viel massiver, aber gerade weit genug entfernt, um einen viel flacheren Teil von zu erreichen die Hyperbel.

Mit Grafiken

Maths and Graphs

ist alles besser
Willkommen bei [physics.se].Wir verwenden MathJax, um hier die LaTeX-Ausgabe zu rendern.Sie sollten die Gleichungen in Ihrem Bild wie folgt in LaTeX ändern: $$ a_ {moon} (r) = \ frac {G \ cdot M_ {moon}} {(r + d_ {moon}) ^ 2} $$ Dies hat den Vorteil, dass Ihre Antwort leichter durchsuchbar ist.
Andrei
2015-01-10 20:31:25 UTC
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Hinter jeder Theorie steht die Feldrealität für eine stärkere Mondflut für:

-ozeanisches Wasser (der Mondeinfluss wird als Gezeitenkomponente M2 und K1 erfasst; die Gezeitenkomponente wird durch die Frequenz von a definiert Gezeitenschwingung: Die Frequenz hängt von der Relativbewegung der implizierten Himmelskörper (Erde, Mond / Sonne) ab.

Erdkruste (dieselben Gezeitenkomponenten; die Gezeitenreaktion wird nicht mehr von Küstenmorphologien beeinflusst , aber durch die lokale Massenänderung, die durch ozeanische Belastung und durch ozeanische Belastung verursachte Krustenverformung verursacht wird) http://en.wikipedia.org/wiki/Earth_tide

-inland Grundwasser und Flüsse (die Beschreibung "Inland" wurde verwendet, weil das Grundwasser und die Flüsse an der Küste durch den ozeanischen Eintrag beeinflusst werden; K1 und M2 sind im Vergleich zu ihren ozeanischen Äquivalenten viel schwächer, da viele andere starke Zyklen stören, wie z. B. der Tag / Nacht-Zyklus). http://www.nature.com/srep/2014/140226/srep04193/full/srep04193.html

Während dieser Link die Frage beantworten kann, ist es besser, die wesentlichen Teile der Antwort hier aufzunehmen und den Link als Referenz bereitzustellen.Nur-Link-Antworten können ungültig werden, wenn sich die verknüpfte Seite ändert.
Mit Erklärungen aktualisiert.
Dies beantwortet die Frage immer noch nicht.Zumindest nicht explizit / klar


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