При нынешнем положении луны океанские приливы

лунный календарь на каждый день

Влияние Луны на приливы и отливы

Приливами и отливами называют периодические повышения и понижения уровня воды в океанах и морях. Дважды в течение суток с промежутком около 12 часов 25 минут вода у берега океана или открытого моря поднимается и, если нет преград, заливает иногда большие пространства – это прилив. Затем вода понижается и отступает, обнажая дно – это отлив. Почему это происходит? Об этом задумывались еще древние люди, они-то и заметили, что эти явления связаны с Луной. На основную причину приливов и отливов впервые указал И. Ньютон – это притяжение Земли Луной, а точнее, разность между притяжением Луной всей Земли в целом и водной ее оболочки.

Объяснение приливов и отливов теорией Ньютона

Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, находящиеся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения не играло бы никакой роли. Но Земля не является абсолютно твердым телом, поэтому разность сил притяжения частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает частицы относительно друг друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, деформируется.

В результате на той стороне, которая обращена к Луне, и на ее противоположной стороне вода поднимается, образуя приливные выступы, и там накапливается излишек воды. За счет этого уровень воды в других противоположных точках Земли в это время снижается – здесь происходит отлив.

Если бы Земля не вращалась, а Луна оставалась неподвижной, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же вытянутую форму. Но Земля вращается, а Луна движется вокруг Земли примерно за 24 часа 50 минут. С этим же периодом и приливные выступы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей с востока на Запад. Поскольку таких выступов два, то над каждым пунктом в океане дважды в сутки с интервалом около 12 часов 25 минут проходит приливная волна.

Почему высота приливной волны разная

В открытом океане вода поднимается при прохождении приливной волны незначительно: около 1 м и менее, что остается практически незаметным для мореплавателей. Но у берегов даже такой подъем уровня воды заметен. В бухтах и узких заливах уровень воды поднимается во время приливов гораздо выше, так как берег препятствует движению приливной волны и вода накапливается здесь в течение всего времени между отливом и приливом.

Самый большой прилив (около 18 м) наблюдается в одной из бухт на побережье в Канаде. В России наибольшие приливы (13 м) происходят в Гижигинской и Пенжинской губах Охотского моря. Во внутренних морях (например, в Балтийском или Черном) приливы и отливы почти незаметны, потому что в такие моря не успевают проникнуть массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Но все равно в каждом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны с небольшой массой воды. Например, высота приливов в Черном море достигает лишь 10 см.

В одной и той же местности высота прилива бывает различной, так как расстояние от Луны до Земли и наибольшая высота Луны над горизонтом с течением времени изменяются, а это приводит к изменению величины приливообразующих сил.

Приливы и Солнце

На приливы также оказывает действие и Солнце. Но приливные силы Солнца в 2,2 раза меньше приливных сил Луны. Во время новолуния и полнолуния приливные силы Солнца и Луны действуют в одном направлении – тогда получаются наиболее высокие приливы. Но во время первой и третьей четвертей Луны приливные силы Солнца и Луны противодействуют, поэтому приливы бывают меньшими.

Приливы в воздушной оболочке Земли и в ее твердом теле

Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.

Практическое использование приливов и отливов

Приливная электростанция – это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

В 1967 г. во Франции была построена приливная электростанция в устье реки Ранс. В России c 1968 г. действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.

Источник

Как Луна влияет на приливы и отливы

Влияние Луны на земной мир существует, но оно не ярко выражено. Его практически нельзя увидеть. Единственное явление, которое зримо демонстрирует воздействие притяжения Луны, — это влияние Луны на приливы и отливы. Наши древние предки связывали их именно с Луной. И были абсолютно правы.

Как Луна влияет на приливы и отливы

Приливы и отливы в некоторых местах настолько сильны, что вода отступает от берега на сотни метров, обнажая дно, где народы, живущие на побережье, собирали дары моря. Но с неумолимой точностью отступившая от берега вода снова накатывает. Если не знать, с какой периодичностью происходят приливы и отливы, можно оказаться вдали от берега и даже погибнуть под наступающей водной массой. Прибрежные народы превосходно знали расписание прихода и ухода вод.

Происходит это явление два раза в сутки. Причем приливы и отливы существуют не только в морях и океанах. Все водные источники испытывают влияние Луны. Но вдали от морей это почти незаметно: то вода немного поднимается, то немного опускается.

Жидкость — это единственная природная стихия, которая движется за Луной, совершая колебания. Камень или дом не могут притянуться к Луне, потому что имеют твердую структуру. Податливая и пластичная вода наглядно демонстрирует воздействие лунной массы.

Что же происходит во время прилива или отлива? Каким образом Луна подымает воду? Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней.

Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» — высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны.

«Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.

Приливы и отливы в соответствии с фазами Луны

• Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране — на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов.
• Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей.
• Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках.
• Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое — слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли.
• Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше — тем, естественно, слабее.

На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние.

Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три планеты — Луна, Земля и Солнце — выстраиваются по прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения — и Луна, и Солнце.

Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается. Наиболее сильным будет совместное влияние Луны и Солнца, когда обе планеты оказываются по одну сторону от Земли, то есть когда Луна стоит между Землей и Солнцем. И сильнее вода будет подыматься со стороны Земли, обращенной к Луне.

Это удивительное свойство Луны используется людьми для получения бесплатной энергии. На берегах морей и океанов теперь строят приливные гидроэлектростанции, которые вырабатывают электричество благодаря «работе» Луны. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Они действуют согласно природным ритмам и не загрязняют окружающую среду.

Источник

Олимпиадные задачи (стр. 12 )

3. На Земле наблюдается частное солнечное затмение. Момент его наибольшей фазы наступил во время T, сама же наибольшая фаза наблюдается в пункте A. На какой высоте над горизонтом находится Солнце в этом пункте в это время? Как относительно диска Солнца располагается диск Луны?

Так как затмение частное, то линия, соединяющая центры Солнца и Луны, не попадает на Землю. В этом случае наибольшая фаза затмения будет наблюдаться в точке Земли, глубже всего вошедшей в лунную полутень. Если смотреть со стороны Луны, то эта точка будет находиться на краю диска Земли (ближайшему к центру тени и полутени). Это означает, что Солнце (и Луна) в этой точке Земли будут находиться на горизонте. Несложные геометрические рассуждения приводят к тому, что диск Луны будет находиться точно над диском Солнца, частично затмевая его сверху.

4. При нынешнем положении Луны океанские приливы и отливы чередуются приблизительно через каждые 6 часов и имеют вдали от берега высоту около 50 км. А что было бы, будь Луна вдвое дальше от Земли?

Приливная сила пропорциональна разности гравитационных воздействий Луны на переднюю и заднюю точки Земли. Нетрудно показать, что она обратно пропорциональна кубу расстояния от Земли до Луны. Поэтому при удалении Луны вдвое приливная сила уменьшится в 8 раз. В 8 же раз уменьшится и высота морских приливов, пропорциональная приливной силе.

1. Почему периоды хорошей вечерней видимости планет наступают обычно зимой и весной, а утренней — летом и осенью?

Именно в эти периоды планеты имеют склонение выше (в южном полушарии — ниже) солнечного, и могут быть хорошо видны даже при сравнительно небольшом угловом расстоянии от Солнца. Дуга эклиптики на небе в эти периоды поднимается высоко над горизонтом.

2. Почему на небе вблизи Млечного Пути наблюдается больше слабых звезд, а количество слабых галактик, наоборот, меньше, чем вдали от него?

Наблюдая области неба, близкие к Млечному Пути, мы видим звезды нашей Галактики, сконцентрированные в ее диске. Именно их излучение сливается в светлую полосу Млечного Пути. Много вдоль Млечного Пути наблюдается и молодых горячих звезд, которые рождаются из уплотненного в галактической плоскости межзвездного вещества. Однако все это вещество, точнее — его пылевая составляющая, поглощает свет более далеких объектов. Поэтому галактики практически и не видны вблизи полосы Млечного Пути.

3. 9 марта 1997 года в Восточной Сибири можно будет увидеть полное солнечное затмение. Опишите вид неба в момент полной фазы, учитывая, что затмение произойдет в первой половине дня.

Необходимо отметить: затмившееся Солнце невысоко на юго-востоке, справа, рядом с ним — Меркурий и Венера, чуть подальше — Юпитер, слева — Сатурн. Высоко над Солнцем — комета Хейла-Боппа. Видимые яркие звезды: Вега, Денеб, Альтаир, Арктур, Капелла.

4. Объясните, почему Титан — спутник Сатурна, смог сохранить свою атмосферу, а Меркурий — нет?

Титан и Меркурий имеют сходную массу и размеры, но Меркурий находится значительно ближе к Солнцу и получает от него намного больше тепла. В разогретой атмосфере частицы имеют большие скорости и легче уходят от планеты. Поэтому Меркурий не удержал атмосферу. Холодная атмосфера Титана значительно более устойчива.

1. На какой максимальной высоте над горизонтом можно найти Меркурий невооруженным глазом? В какой сезон и на каких широтах это может произойти? Считать, что Меркурий становится видимым на сумеречном небе при погружении Солнца под горизонт, равном 6°.

Максимальное угловое расстояние Меркурия от Солнца составляет 28°. Поэтому если Солнце находится на глубине не менее 6 градусов под горизонтом, то Меркурий не может находиться на небе выше 28° – 6° = 22° (если линия Солнце-Меркурий перпендикулярна горизонту). Причем на такой высоте Меркурий можно найти только в южных тропических широтах, потому что именно там эклиптика располагается перпендикулярно горизонту, и именно в этом случае (когда Меркурий находится к югу от Солнца по эклиптике) он находится вблизи афелия своей орбиты и его угловое расстояние от Солнца может достичь 28°. Это может произойти вечером в июле — сентябре или утром в феврале — апреле.

Однако Меркурий можно найти значительно выше (в пределе — в зените) во время полного солнечного затмения.

2. Планета движется по круговой орбите вокруг звезды. Каким станет эксцентриситет орбиты, если масса звезды мгновенно изменится в n раз?

Если n 1, то орбита станет эллиптической, точка, где находилась планета — точкой апоастра, и e=(n–1)/n. Для решения достаточно заметить, что скорость перпендикулярна радиус-вектору только в точках периастра и апоастра, и использовать законы сохранения момента импульса и энергии (для круговой орбиты Ек = –1/2 Еп).

3. Поезд движется со скоростью 60 км/ч на запад вдоль параллели 60° с. ш. Какую продолжительность светлого времени суток зафиксирует пассажир этого поезда 21 марта? Рефракцией пренебречь.

Скорость движения Земли вокруг своей оси равна 2pR cosj / T = 834 км/ч. Движение поезда на запад фактически замедляет эту скорость до 834 км/час — 60 км/час = 774 км/ч. Долгота дня для неподвижного наблюдамарта равна 12 часам (если пренебречь рефракцией), а для пассажира она возрастет обратно пропорционально падению скорости вращения Земли и станет равной 12,93ч = 12ч 56м.

4. Блеск Юпитера в противостоянии составляет –2.8m, а блеск Урана в противостоянии +5.7m. Сравнить альбедо Юпитера и Урана. Расстояние Юпитера от Солнца 5.2 а. е., Урана — 19.2 а. е., радиусы планет соответственно 71.4 и 25.4 тыс. км.

Яркость планеты в противостоянии пропорциональна hR2/a2(a–1)2, где h — альбедо, R — радиус планеты, а a — радиус орбиты в астрономических единицах. После вычислений получается, что альбедо Юпитера лишь на 20% превосходит альбедо Урана.

1. Блеск Солнца равен –26.8m. Найти блеск полной Луны, считая ее альбедо равным 0.1.

Задачу можно решить без сложных вычислений. Достаточно вспомнить, что видимые угловые диаметры Солнца и Луны практически совпадают, а плотность потока световой энергии, уходящего от Луны, равен 0.1 от плотности потока солнечной энергии на расстоянии Луны (или Земли), или 0.1*(r/R)2 от плотности потока солнечной энергии на поверхности Солнца (r — радиус Солнца, R — расстояние от Солнца до Луны (фактически равно 1.а. е). Подставляя значения и логарифмируя, получаем блеск полной Луны, равный –12.6m — очень близкое к реальному значение.

2. Наблюдатель фиксирует вид неба регулярно в одно и то же звездное время и постоянно видит Солнце на горизонте. В каком месте Земли и в какое звездное время это может произойти?

Это происходит на северном полярном круге при звездном времени 18 часов или на южном полярном круге при звездном времени 6 часов.

3. Белый карлик имеет массу 0.6M0, светимость 0.001L0 и температуру 2T0. Во сколько раз его средняя плотность выше солнечной?

Как известно, светимость пропорциональна R2T4. Плотность, таким образом пропорциональна M/R3 или MT6/L3/2. Плотность такого белого карлика в 1.2*106 раз превосходит солнечную.

На ясном небе темном

Видны соседние миры.

Взгляни на свет их ровный

Избавься от хандры!

Найди рогатое созвездье

И в его центр посмотри,

И два сияющих брильянта

У взгляда встанут на пути:

Планета — сила светит ярче

Любой сияющей звезды.

Но ярче силы светит рядом

Богиня вечной красоты.

В созвездии тринадцатом

Еще два мира светят.

И лишь Сатурна нет нигде

На небе темном этом. ( О. Угольников )

В какой сезон года (с точностью до месяца) и в какое время суток могла наблюдаться такая картина?

Эта задача — самая сложная и самая интересная. В стихах рассказано о положении на небе планет. “Рогатым созвездьем” может быть Овен, Телец или Козерог. В его центре находятся две планеты. “Богиня вечной красоты” — Венера, “планета — сила” — Юпитер (а не Марс, который, находясь рядом с Венерой (недалеко от Солнца), не светил бы ярче “любой сияющей звезды”). Сатурна в данный момент на небе нет, следовательно “еще два мира” — это Меркурий и Марс, и они находятся в “тринадцатом созвездии” — Змееносце.

Меркурий и Венера — внутренние планеты, не отходящие от Солнца дальше, чем на 28° и на 47° соответственно. Значит, они не могут отстоять более чем на 75° друг от друга. А так как Меркурий находится в созвездии Змееносца, то Венера не может быть видна в созвездиях Овна или Тельца, отстоящих почти на 180°. Ей остается находиться в центре “рогатого созвездья” — Козерога. Но и в этом случае угловое расстояние между Меркурием и Венерой не менее 45°-50°, т. е. они находятся по разные стороны от Солнца (или Меркурий будет очень близко к Солнцу), и тем не менее видны “на ясном небе темном”. Солнце, находящееся между Меркурием и Венерой, не может быть глубоко под горизонтом. Остается единственный вариант — полное солнечное затмение, при этом Солнце находится в центре или на западе созвездия Стрельца (не далее 28° от Меркурия), т. е. картина могла наблюдаться во второй половине декабря или в первой половине января только днем во время полного затмения Солнца.

Ссылки на олимпиады по астрономии и физике

Всероссийская олимпиада школьников по астрономии
http://lnfm1.sai. msu. ru/

olympiad/index. php

портал Всероссийская олимпиада школьников по астрономии
http://ast. rusolymp. ru/

портал Всероссийская олимпиада школьников по физике
http://phys. rusolymp. ru/

Московская региональная олимпиада школьников по физике
genphys. phys. msu. ru/ol/

Российская Открытая Заочная Школьная Астрономическая олимпиада http://astroolymp. narod. ru/
Задачи олимпиады 2005 года

Астрономические олимпиады школьников в России www. issp. ac. ru/iao/russia/index_w. html
Совершенствование Методической программы Олимпиады
Пояснительная записка
Программа Олимпиады школьников по астрономии и физике космоса

Московская астрономическая олимпиада школьников
www. issp. ac. ru/iao/moscow/index_w. html

Московская областная астрономическая олимпиада школьников
www. issp. ac. ru/univer/onsc/omr_w. html

Российская олимпиада школьников по астрономии и физике космоса
www. issp. ac. ru/univer/astro/russ_w. html

Олимпиада ННЦ (Олимпиада наукоградов и научных центров)
www. issp. ac. ru/univer/onsc/index_w. html

Третья открытая лицейская олимпиада по астрономии и космической физике.
virlib. /MIF/?tnum=6$n0101$6

Всероссийские и международные олимпиады школьников по физике
www. college. ru/physics/index. php

Источник