Warum gilt der Mond als Hauptverursacher von Gezeiten, obwohl er schwächer als die Sonne ist?

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 das Gleiche 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 massereich. Man könnte sagen, nun ja, die Sonne ist viel weiter als der Mond. Aber ich habe eine einfache Antwort: Ersetzen Sie einfach diese Zahlen a = G M d 2 und finden Sie die Gravitationsbeschleunigung für den Mond und dann für die Sonne (übrigens auf der Erde). Sie werden etwas in der Nähe finden 3.38 10 6 g für den Mond u 6.05 10 4 g für die Sonne - ich habe es doppelt überprüft, um sicherzugehen. Wie Sie sehen können, zieht die Sonne herum 180 Mal stärker auf der Erde. Kann das jemand erklären? Danke ist Voraus.

Vielleicht möchten Sie sich diesen Abschnitt ansehen .
Es ist nicht richtig zu sagen, dass der Mond die Flut verursacht, indem er „das Wasser nach oben zieht“. Es zieht das Wasser sowohl auf der nahen als auch auf der anderen Seite der Erde. Aber es zieht mehr auf der nahen Seite, und es ist dieser Unterschied, der zählt. Um es kurz zu machen, ist es nicht m / r 2 das ist wichtig, aber es ist abgeleitet, dh m / r 3 . Wenn Sie das nachrechnen, 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 in der Lage sein zu beantworten, wie eine Kraft in der Größenordnung von 10^-5 N tatsächlich die Gezeiten verursacht. Das liegt daran, dass dies nicht der Fall ist.

Antworten (5)

Entscheidend für die Gezeitenkräfte ist nicht die absolute Gravitation, sondern die differentielle Gravitation über den Planeten, also wie unterschiedlich die Gravitationskraft an einem sonnennahen Punkt auf der Erdoberfläche relativ zu einem weit entfernten Punkt auf der Erdoberfläche ist Die Sonne. Wenn Sie es mit dem Mond vergleichen, wird das Ergebnis sein, dass die Gezeitenkraft der Sonne etwa 0,43 der des Mondes beträgt.

Stellen Sie sich zwei verschiedene Körper am Himmel vor, die dieselbe scheinbare Größe haben. Denn die Masse M des Objekts wächst mit r 3 (Weil M = 4 / 3 ρ π R 3 und R = θ r ), wächst die Gravitationskraft tatsächlich linear mit r , wo r ist die Entfernung und R ist der Radius des Objekts. Wenn also zwei Körper die gleiche scheinbare Größe (wie Mond und Sonne) und die gleiche Dichte haben, wäre die Gezeitenkraft gleich. Die Dichte des Mondes ist etwa 2,3-mal größer als die der Sonne, daher ist die Gezeitenkraft um diesen Faktor größer.

Diese Erklärung über die gleiche scheinbare Größe erscheint sehr verwirrend. Ich würde sagen "[...] die Lautstärke v des Objekts wird als wachsen r 3 - - die Kraft wächst linear mit r ρ " , also müsste man nicht erst annehmen (ohne es ausdrücklich zu sagen, bevor man die Berechnungen anstellt), dass Sonne und Mond die gleiche Dichte hätten.
Ich mochte das Bild und es tut mir leid, dass es wieder herausgeschnitten wurde.
@Floris Danke für die Erwähnung, es wird immer noch im Bearbeitungsverlauf angezeigt.
$Floris @G.Bach Ich werde versuchen, es zu bearbeiten, um es weniger verwirrend zu machen (zumindest die Nummer, die sich geirrt hat) und es zurückzusetzen.
Ich denke, in dieser Antwort gibt es eine Lücke in der Argumentation. Du beginnst damit, dass die absolute Schwerkraft nicht die relevante Größe ist, und sprichst dann im zweiten Absatz trotzdem davon, wie die Kraft (an sich) mitwächst r . Ich denke, was fehlt, ist, dass das Differential von a r 2 Kraftfelder ist proportional zu r 3 und dass dies den Faktor genau aufhebt r 3 wodurch die Masse unter Annahmen konstanter scheinbarer Größe und Dichte zunimmt. Daher sollten solche Objekte unabhängig von der Gezeitenwirkung wirken r . 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 den Mond- und Sonnengezeiten zeigt. Da es für Leser dieser Antwort von Interesse sein könnte, verlinke ich sie hier: physical.stackexchange.com/a/111695/16660 .

Gezeiten werden durch den Gradienten des Gravitationsfeldes verursacht – also sinkt die erfahrene „Kraft“ der Gezeiten mit der dritten Potenz der Entfernung.

Dies bedeutet, dass die relative Stärke der Gezeiten wie gehen sollte

r a t ich Ö = M m Ö Ö n D s u n 3 M s u n D m Ö Ö n 3 = 7 10 22 ( 1.5 10 11 ) 3 2 10 30 ( 3.7 10 8 ) 3 = 2.3

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

Einem Vorschlag von @wolprhram jonny folgend, wenn man von einer bestimmten Winkelgröße ausgeht a von Sonne/Mond (beide haben einen Durchmesser von etwa 0,5° von der Erde aus gesehen), können Sie die obige Gleichung umschreiben, indem Sie zuerst Masse durch Dichte mal Volumen ersetzen und dann neu anordnen:

r a t ich Ö = ( ρ m Ö Ö n r m Ö Ö n 3 ) D s u n 3 ( ρ s u n r s u n 3 ) D m Ö Ö n 3 = ρ m Ö Ö n a m Ö Ö n 3 ρ s u m a s u n 3

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 darauf hingewiesen haben, ist das absolute Gravitationsfeld nicht wichtig, und der Gradient des Gravitationsfelds ist wichtig. Es ergibt Sinn; Ich musste mir sagen: Wenn es nur um die Schwerkraft geht, würde der Erdboden ebenso frei fallen wie das Meerwasser, und somit würde es keine Flut geben. Danke für die glasklare Antwort.
Konnte also das Schicksal 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 kumulieren über viel Wasser. 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 zu diesem Thema

Die hoch bewertete Antwort ist richtig, aber um die Dinge viel einfacher zu machen:

Gezeiten basieren auf der Änderung der Schwerkraft, nicht auf der Schwerkraft. Das bedeutet, dass sie am Würfel der Entfernung abfallen 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 meisten Fluten verursacht.

„Die hoch bewertete Antwort“ – welche? Stimmen ändern sich im Laufe der Zeit. Wenn Sie auf eine bestimmte Antwort verweisen müssen, verlinken Sie darauf. Aber ich sehe nicht, was Sie hier eigentlich hinzufügen. Die Antwort von Floris erwähnt das Dritte-Potenz-Gesetz bereits im ersten Satz.
Was kommt hinzu: Kürze.
@RobertB Kürze und ein Mangel an Mathematik, der das Lesen von Beiträgen für diejenigen erschwert, die nicht daran gewöhnt sind, mit solchen Dingen umzugehen. Ich versuche, für den Durchschnittsmenschen zu antworten, nicht für den Wissenschaftler.

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 anzeigen a = G M 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, dass sie einen viel flacheren Teil der Hyperbel erreicht.

Mit Grafiken ist alles besser

Mathematik und Grafiken

Willkommen in der Physik . Wir verwenden MathJax, um hier die LaTeX-Ausgabe zu rendern. Sie sollten die Gleichungen in Ihrem Bild wie folgt in LaTeX ändern:
a m Ö Ö n ( r ) = G M m Ö Ö n ( r + d m Ö Ö n ) 2
Dies hat den Vorteil, dass Ihre Antwort besser durchsuchbar ist.

Hinter jeder Theorie deutet die Feldrealität auf eine stärkere Mondflut hin für:

-Meeresgewässer (der Einfluss des Mondes wird als Gezeitenkomponenten M2 und K1 erfasst; die Gezeitenkomponente wird durch die Frequenz einer Gezeitenschwingung definiert; die Frequenz ist abhängig von der relativen Bewegung der implizierten Himmelskörper (Erde, Mond/Sonne).

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

- Grundwasser und Flüsse im Landesinneren (die Bezeichnung "Inland" wurde verwendet, weil Grundwasser und Flüsse an der Küste vom 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 /Nachtzyklus) 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 einzufügen und den Link als Referenz bereitzustellen. Nur-Link-Antworten können ungültig werden, wenn sich die verlinkte Seite ändert.
Aktualisiert mit Erläuterungen.
Damit ist die Frage immer noch nicht beantwortet. Zumindest nicht explizit/eindeutig