Составители:
Рубрика:
Физика океанских приливов в компьютерных моделях
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .....................................................................................................................2
Приливообразующие силы: элементарное описание .............................................3
Вертикальные и горизонтальные составляющие приливных сил.........................6
Статическая деформация поверхности мирового океана ......................................8
Приливообразующие силы на вращающейся Земле...............................................9
Динамическая теория приливов .............................................................................11
За рамками модели – сложности реальной картины ............................................14
Эволюция движений небесных тел под действием приливного трения ............15
Литература ................................................................................................................16
Введение
У берегов морей и океанов вода дважды в сутки поднимается до некоторого
максимального уровня и дважды в сутки опускается до минимального уровня.
Промежуток времени между следующими друг за другом приливами (или отливами)
составляет 12 часов 25 минут. За это время Луна в своем видимом суточном движении
совершает половину оборота вокруг Земли. Поэтому
уже с давних времен причину
приливов и отливов связывали с тяготением Луны. Первое научное объяснение
приливов было дано Ньютоном.
Почти все учебники по общей физике и теоретической механике, как и по астро-
номии, приводят океанские приливы в качестве интересного примера проявления все-
мирного тяготения. Статьи методического характера, появляющиеся время от времени
в периодической печати (см. [1] и приведенную там литературу), свидетельствуют о
том, что педагоги по-прежнему интересуются вечной темой океанских приливов, но не
удовлетворены ясностью и корректностью общепринятых объяснений физических при-
чин этого замечательного космического явления. Анализ учебников и педагогической
литературы (в том числе многочисленных публикаций на эту тему в сети
Интернет) по-
казывает, что многие важные аспекты происхождения приливов и их свойств часто
трактуются неточно и даже ошибочно (см. например [2]). Множество недоразумений и
неточностей в приводимых в учебной литературе объяснениях связано с ролью орби-
тальных движений Луны и Земли вокруг общего центра масс и осевого суточного вра-
щения Земли в возникновении
приливов. Во многих случаях неправильно трактуется
вклад центробежных сил инерции в происхождение приливообразующих сил.
Физически корректное толкование приливных явлений не должно ограничиваться
картиной приливообразующих сил и вызываемой ими статической деформации водной
оболочки Земли. Правильная теория приливов должна быть динамической, т.е. учиты-
вающей реакцию океана как динамической колебательной системы (способной
совер-
шать собственные колебания) на приливные силы, периодически зависящие от време-
ни. Авторы, пишущие о приливах, обычно объясняют (более или менее убедительно),
почему гравитационные силы приводят к появлению двух приливных «вздутий» по-
крывающей Землю водной оболочки, расположенных на противоположных сторонах
земного шара. Но почти невозможно встретить в литературе правильное объяснение
физического
механизма, ответственного за фазовый сдвиг между кульминациями Луны
и максимальными уровнями прилива. Наблюдения показывают, что в некоторых мес-
тах Земли этот сдвиг приближается к 90 градусам. Часто встречаются также недоразу-
2
