Одна из моих первых поездок на научные конференции была в милый французский городок Сен-Мало, расположенный вблизи Ла Манша. Первым делом прибывшие руссо туристо (т.е. ученые) решили отправиться искупаться в море, и попали в прилив. За считанные минуты прибывающая вода начала заливать и самих туристов и их сваленную на песчаном пляже одежду, в результате чего пришлось срочно эвакуироваться на набережную, высокой каменной стеной нависающую над пляжем. За полчаса уровень воды поднялся метра на два. Так физики попали под действие удивительного физического явления, которое обычные люди принимают как данность, но которое поражает физика контр-интуитивностью процесса. Почему? Объясню.
То, что приливы возникают как результат действия неоднородностей гравитационного поля Луны знают почти все грамотные люди. Но то, что два «горба» приливных волн расположены отнюдь не вдоль направления на Луну, как подсказывает интуиция, долго не поддавалось объяснению. Ошибался даже великий Ньютон, создавший первую модель этого процесса. Он правильно рассчитал направление действия основных сил, и определил, что в системе отсчета земли максимальные силы будут действовать на ближайшие и самые удаленные от Луны толщи воды. Но он не знал, что направления этих сил не транслируются напрямую в распределение вещества.
Дело в том, что вода в океане образует систему не статическую, а динамическую, имеющую свой собственный период колебаний (около 30 часов), больший, чем период колебаний притяжения Луны (12,25 часа). И действие Луны приводит к вынужденным колебаниям этой системы, причем эти колебания происходят в противофазе с внешним воздействием!
(Электроники, знакомые с тем, как отстает по фазе ток от напряжения в колебательном контуре, поймут).
Таким образом, приливные горбы образуются по «бокам» земли, а не по направлению на Луну.
При этом «колебательная» модель становится актуальной только из за того, что глубина воды мала. Если бы земля была равномерно покрыта слоем воды в 20 км, то верна была бы статическая модель Ньютона.
Кроме того, оказывается важным и влияние Солнца – оно всего лишь в 2 раза слабее воздействия Луны. При разном сочетании факторов, влияющих на локальное поведение системы (в основном глубина и форма прибрежной акватории), а также относительного положения Солнца и Луны, высота приливов сильно варьируется – от 1 м на островах, до 2м на океанском берегу и 4-6 м в типичных заливах. Но в некоторых заливах Канады вода случалось поднималась даже на 20 м (!).
Вот такая вот отпускная история для физиков.
Comments
То, что приливы возникают как результат действия неоднородностей гравитационного поля Луны знают почти все грамотные люди. Но то, что два «горба» приливных волн расположены отнюдь не вдоль направления на Луну, как подсказывает интуиция, долго не поддавалось объяснению. Ошибался даже великий Ньютон, создавший первую модель этого процесса. Он правильно рассчитал направление действия основных сил, и определил, что в системе отсчета земли максимальные силы будут действовать на ближайшие и самые удаленные от Луны толщи воды. Но он не знал, что направления этих сил не транслируются напрямую в распределение вещества.
Дело в том, что вода в океане образует систему не статическую, а динамическую, имеющую свой собственный период колебаний (около 30 часов), больший, чем период колебаний притяжения Луны (12,25 часа). И действие Луны приводит к вынужденным колебаниям этой системы, причем эти колебания происходят в противофазе с внешним воздействием!
(Электроники, знакомые с тем, как отстает по фазе ток от напряжения в колебательном контуре, поймут).
Таким образом, приливные горбы образуются по «бокам» земли, а не по направлению на Луну.
При этом «колебательная» модель становится актуальной только из за того, что глубина воды мала. Если бы земля была равномерно покрыта слоем воды в 20 км, то верна была бы статическая модель Ньютона.
Кроме того, оказывается важным и влияние Солнца – оно всего лишь в 2 раза слабее воздействия Луны. При разном сочетании факторов, влияющих на локальное поведение системы (в основном глубина и форма прибрежной акватории), а также относительного положения Солнца и Луны, высота приливов сильно варьируется – от 1 м на островах, до 2м на океанском берегу и 4-6 м в типичных заливах. Но в некоторых заливах Канады вода случалось поднималась даже на 20 м (!).
Вот такая вот отпускная история для физиков.
Comments
