Was genau ist die Energiequelle der Gezeiten?

Gezeiten entstehen aufgrund der gravitativen Wechselwirkungen zwischen Erde und Mond. Wir können sagen, dass die Gezeiten vom Gravitationsfeld des Mondes gezogen werden und sich daher ständig ändern, wenn er sich aus der Reichweite des Mondes herausbewegt.

Nun stellt sich die Frage: Woher nimmt der Mond die Energie, um die Gezeiten erzeugen zu können (Wasser auf der Erde zu sich ziehen). Wir alle wissen, dass nach dem Erhaltungssatz Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, also woher kommt die Energie des Mondes?

Auf der Erde wird ein Objekt (ein Ball) mit seiner Energie/potenziellen Gravitationsenergie versorgt, aus der Energie, die wir aus der Nahrung haben, die wir gegessen haben, wenn wir es anheben. Die Quelle seiner Energie führt zurück zur Sonne. Kann mir jetzt bitte jemand erklären, wo die Energiequelle für den Mond ist?

Antworten (3)

Der Mond umkreist die Erde, also hat er als Folge seiner Bewegung kinetische Energie. Die Erde dreht sich auch um ihre eigene Achse, also hat sie als Folge ihrer Bewegung kinetische Energie. Es ist die kinetische Energie der Erde und des Mondes, die letztendlich die Quelle der Gezeitenenergie ist. Dieser KE wird als Folge der Gezeitenreibung kontinuierlich reduziert, aber der Verlust ist relativ gering – ich erinnere mich, gelesen zu haben, dass es etwa eine Milliarde Jahre dauern wird, bis der Mond langsamer wird, um sich in eine stationäre Umlaufbahn einzupendeln. An diesem Punkt wird es eine permanente Flut an dem Punkt auf der Erde geben, der dem Mond am nächsten ist.

Ich denke, die Ablehnung (nicht von mir) liegt daran, dass Sie gut angefangen haben, aber dann angefangen haben zu spekulieren ( ich meine mich zu erinnern ... ). Dann hast du es falsch verstanden - das Erde-Mond-System ist ein bisschen seltsam; Der Mond gewinnt tatsächlich Energie von der Erde durch Gezeitenkräfte und dreht sich spiralförmig in seiner Umlaufbahn . Vielleicht ein bisschen lesen und nochmal probieren?
@Oscar: Der Mond verliert kinetische Energie, gewinnt aber potenzielle Energie. Welcher Prozess gewinnt, ist mir nicht klar. Aber mit 30 Sekunden Googeln hätte er nicht sagen müssen "Ich erinnere mich".
@PeterShor Mit 30 Sekunden Googeln hätte das OP auch die Antwort finden können
@PeterShor Es gibt mehrere Möglichkeiten, ohne detaillierte Berechnung zu sehen, welcher Prozess gewinnt. Wenn Sie mit dem Virialsatz in seiner Anwendung vertraut sind 1 / R Potenziale, das ist wahrscheinlich der schnellste und allgemeinste Weg. Der Mond gewinnt an Nettoenergie.
Betreff: "Der Mond verlangsamt sich schließlich, um sich in einer stationären Umlaufbahn niederzulassen." Die Umlaufbahn des Mondes wird schließlich geostationär sein, aber das wird nicht daran liegen, dass der Mond "langsamer wurde, um sich einzupendeln ..." Die Umlaufbahn des Mondes ist im Moment viel zu langsam, um geostationär zu sein. Die Periode einer geostationären Umlaufbahn entspricht der Periode der Erdrotation – 24 Stunden. Die Umlaufzeit des Mondes beträgt 28 Tage. Die Umlaufbahn des Mondes wird geostationär, wenn sich die Erdrotation verlangsamt, um sich der Umlaufzeit des Mondes anzupassen.
Re, "eine permanente Flut." Wenn zu diesem Zeitpunkt noch intelligente Wesen die Erde bewohnen, werden sie nicht sagen, dass die "Flut" hier hoch und dort "niedrig" ist. Sie werden nur einen konstanten Meeresspiegel kennen. Der Meeresspiegel direkt unter dem Mond wird „Meeresspiegel“ sein, und der Meeresspiegel bei 90 Grad zum Mond wird „Meeresspiegel“ sein. Das soll nicht heißen, dass die Schwerkraft des Mondes die Form des Geoids nicht beeinflusst – das wird sie tun – aber die Bedeutung von „Ebene“ wird durch die Wasseroberfläche definiert .
@SolomonSlow Das ist eine hervorragende Klarstellung!

Die Seite der Erde, die näher am Mond liegt, wird durch die Gravitation stärker vom Mond angezogen als der Erdmittelpunkt, da die Schwerkraft mit der Entfernung schwächer wird, gemäß dem Gesetz des umgekehrten Quadrats. Dadurch entsteht eine Ausbuchtung. Die vom Mond weiter entfernte Seite hat weniger Anziehungskraft vom Mond und wölbt sich daher vom Mond weg. Während sich die Erde dreht, bewegen sich diese Ausbuchtungen um die Erde herum, gezogen von der Schwerkraft des Mondes. Es ist die Drehung der Erde, die die Energie liefert, um die Gezeiten zu bewegen, sodass die Erdrotation jeden Tag um einen sehr kleinen Betrag verlangsamt wird, wodurch die Tage geringfügig länger werden. Die Rotation der Erde könnte sich schließlich langsam genug verlangsamen, um durch die Gezeiten mit dem Mond verbunden zu werden, aber es wird erwartet, dass die Sonne bis dahin zu einem roten Riesen wird.

Lesenswert physical.stackexchange.com/questions/121830/… ? Sowohl Pop-Sci- als auch Intro-Klassendiskussionen verwenden das Bild der „Gezeitenwölbung“, aber es ist so idealisiert und vereinfacht, dass es wirklich nicht wahr ist.

Die anderen Antworten haben (zu Recht) erklärt, dass die Wechselwirkung zwischen der Umlaufbahn des Mondes und der Rotation der Erde die Ursache für Mondgezeiten sind (es gibt auch Sonnengezeiten, aber lassen Sie uns sie für den Moment beiseite legen).

Wenn Sie Ihre Frage jedoch noch einmal lesen, denke ich, dass Sie dies bereits wissen. Ihre Frage basiert also wirklich auf persönlicher Ungläubigkeit - Sie sehen nicht, wie enorme Effekte wie Gezeiten über Millionen von Jahren durch die Umlaufbahn des Mondes und die Rotation der Erde angetrieben werden können. In diesem Fall müssen Sie einige Berechnungen durchführen.

Um einen groben Größenordnungsvergleich zu erhalten, nimm die Geschwindigkeit des Mondes (29 Tage bei einem Radius von 380.000 km) und seine Masse und damit seine kinetische Energie. Stellen Sie sich für die Gezeiten eine Wasserfläche von beispielsweise 5 % der Erdoberfläche vor, die um 1 m angehoben ist. Das gibt Ihnen die potentielle Energie bei Flut. Vergleichen Sie die beiden Zahlen. Welches Verhältnis erhalten Sie?

Ich bekomme so etwas wie 10 11 - die kinetische Energie ist also enorm größer.