Forças das Marés

As forças das marés são mudanças na energia potencial gravitacional do Sol, Lua e Terra.

Essas forças causam o movimento periódico das marés, o que cria uma mudança temporária nos níveis de água que variam dependendo da localização. Devido à lei do quadrado inverso, o lado da Terra mais próximo do Sol ou da Lua experimentará uma força maior do que partes mais distantes.

Essa mudança temporária na força gravitacional é o que causa as variações no nível do mar.

O que é uma força das marés?

Uma força de maré é o efeito da força gravitacional de um objeto em outro objeto próximo, como um planeta ou satélite. Essa força pode influenciar a forma, a órbita e outras características do objeto.

O efeito mais conhecido da força das marés é a criação das marés alta e baixa nos oceanos da Terra. Estes são criados pelo efeito gravitacional da lua.

Outros efeitos são facilmente observáveis na Terra, lua e outros objetos no sistema solar.

No século XVII, o cientista inglês Isaac Newton descreveu muitos dos efeitos da gravidade na Terra, na Lua e em outros corpos cósmicos. Ele publicou seus cálculos no tratado inovador Principia Mathematica em 1687. Isso incluiu uma discussão sobre a força das marés. A palavra maré se refere à distorção em um corpo criada pela gravidade de outro corpo.

É frequentemente usado para descrever a ascensão e queda periódica dos oceanos da Terra em suas margens.

A força da maré faz com que um corpo planetário se incline levemente na direção da força gravitacional externa.

No caso da forma da Terra, esse efeito é tão pequeno que dificilmente se nota. A água nos oceanos, no entanto, é tão fortemente afetada que surge ao longo da costa mais próxima da lua. Isso é conhecido como maré alta.

A água recua nas margens que não estão sob essa influência, um efeito chamado maré baixa.

Outro efeito da força das marés da lua é afastar a própria Terra um pouco dos oceanos do lado oposto do planeta.

Consequentemente, os oceanos experimentam duas marés altas em um período de 24 horas: uma quando a lua está diretamente acima da cabeça e outra 12 horas depois, quando está do outro lado do globo.

Quando a força gravitacional mais fraca do sol se combina com a da lua, ocorrem marés mais extremas, chamadas marés de primavera. Outras vezes, o sol cancela parcialmente a força das marés da lua; a maré mais fraca resultante é conhecida como maré baixa.

As forças das marés têm outros efeitos observáveis. A força da maré da Terra na Lua resulta no mesmo lado da Lua sempre voltado para a Terra, pois ambos os corpos giram em conjunto.

Objetos incapazes de suportar as tensões das forças das marés podem ser destruídos por eles. Isso ocorreu em 1992, quando o cometa Shoemaker-Levy 9 passou muito perto do planeta Júpiter.

O cometa se partiu em fragmentos, que colidiram espetacularmente com o gigantesco planeta em outra passagem em 1994.

O que é o Poder das Maré?

A energia das marés aproveita a energia das marés para girar um rotor ou gerar eletricidade.

A humanidade tem aproveitado esse poder desde pelo menos os tempos romanos, quando moinhos de maré foram feitos para moer grãos.

As usinas de maré funcionam instalando-se ao lado de uma pequena barragem perto de uma pequena entrada ou estuário de maré. À medida que a maré aumenta, a barragem fica aberta e a água sobe através dela, acumulando-se do outro lado. Então, quando a maré atinge sua extensão máxima, a porta da barragem é derrubada e a água fica presa. A maré cai e, quando atinge um nível adequado, um pequeno canal na barragem é aberto e a água flui através de uma roda d’água, que pode ser usada para moer grãos.

Os modernos dispositivos de energia das marés operam em uma escala muito maior, embora tenham encontrado apenas um uso limitado na geração de eletricidade até o momento. Ainda assim, a energia das marés é muito mais confiável do que a energia eólica e a energia solar, e mais recentemente houve várias novas iniciativas de projeto e implantação de geradores de energia das marés.

O poder das marés obtém sua energia da influência gravitacional da Lua nos oceanos da Terra. À medida que a Lua orbita a Terra, ela puxa levemente os oceanos, levando a marés com intervalos entre alguns metros 16 metros em casos extremos, como a Baía de Fundy, na costa leste de Canadá. Essa energia pode ser explorada por geradores de energia das marés de várias maneiras.

Existem dois tipos principais de geradores de energia das marés: sistemas de correntes de marés, que exploram a energia cinética das marés, usando água para alimentar turbinas de maneira semelhante à que os moinhos de vento usam ar para alimentar turbinas.

O outro tipo principal são as barragens, que operam segundo um princípio semelhante aos moinhos de maré, operando como uma grande barragem através de uma entrada ou estuário. As barragens sofrem com alto custo, problemas ambientais e um limite mundial de locais viáveis, enquanto os sistemas de correntes de maré evitam esses problemas. Uma variação de menor impacto na barragem é uma lagoa de maré, que cobre apenas uma parte de uma entrada.

Outra vantagem é que as lagoas das marés podem ser configuradas para gerar energia continuamente, enquanto as barragens não.

Os geradores de corrente de maré, a menor tecnologia de energia de maré de menor custo e entrada e viável, foram desenvolvidos apenas recentemente; portanto, faz sentido dizer que esse novo método de geração de energia apenas começou a ser explorado e pode ter um futuro pela frente. isto.

O que causa marés?

A gravidade é uma força importante que cria marés. Em 1687, Sir Isaac Newton explicou que as marés do oceano resultam da atração gravitacional do sol e da lua nos oceanos da terra.

A lei da gravitação universal de Newton afirma que a atração gravitacional entre dois corpos é diretamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos. Portanto, quanto maior a massa dos objetos e quanto mais próximos eles estiverem, maior será a atração gravitacional entre eles.

As forças de maré são baseadas na força de atração gravitacional.

No que diz respeito às forças de maré na Terra, a distância entre dois objetos geralmente é mais crítica do que suas massas.

As forças geradoras das marés variam inversamente conforme o cubo da distância do objeto gerador das marés.

As forças de atração gravitacional variam apenas inversamente ao quadrado da distância entre os objetos. O efeito da distância nas forças das marés é visto na relação entre o sol, a lua e as águas da Terra.

Nosso sol é 27 milhões de vezes maior que a nossa lua. Com base em sua massa, a atração gravitacional do Sol para a Terra é mais de 177 vezes maior que a da Lua para a Terra.

Se as forças das marés fossem baseadas apenas em massas comparativas, o sol deveria ter uma força geradora de marés 27 milhões de vezes maior que a da lua.

No entanto, o sol está 390 vezes mais distante da Terra do que a lua. Assim, sua força geradora de maré é reduzida em 3903, ou cerca de 59 milhões de vezes menos que a lua. Devido a essas condições, a força geradora de marés do sol é cerca da metade da da lua .

Resumo

A força das marés é um efeito secundário da força da gravidade e é responsável pelas marés. Surge porque a força gravitacional exercida por um corpo sobre outro não é constante em todo o seu diâmetro.

O lado mais próximo do primeiro corpo é atraído mais fortemente do que o lado mais distante. Assim, a força da maré é diferencial. Considere a atração gravitacional da lua nos oceanos mais próximos da lua, a terra sólida e os oceanos mais distantes da lua. Existe uma atração mútua entre a lua e a terra sólida que pode ser considerada como atuando em seu centro de massa. No entanto, os oceanos próximos são mais fortemente atraídos e, por serem fluidos, aproximam-se ligeiramente da lua, causando uma maré alta. Os oceanos distantes são atraídos menos.

Pode-se esperar que a atração nos oceanos mais longínquos cause maré baixa, mas como a terra sólida é atraída mais fortemente em direção à lua, há uma aceleração relativa dessas águas na direção externa.

Vendo a Terra como um todo, vemos que toda a sua massa experimenta uma atração mútua com a da lua, mas os oceanos próximos mais do que os oceanos distantes, levando à separação dos dois.

Em um uso mais geral na mecânica celeste, a expressão ‘força das marés’ pode se referir a uma situação em que um corpo ou material está principalmente sob a influência gravitacional de um segundo corpo, mas também é perturbado pelos efeitos gravitacionais de um terceiro corpo.

A força perturbadora é, às vezes, nesses casos, chamada força de maré: é a diferença entre a força exercida pelo terceiro corpo no segundo e a força exercida pelo terceiro corpo no primeiro.

Força das marés

Fonte: oceanservice.noaa.gov/burro.astr.cwru.edu/phys.libretexts.org/www.wisegeek.org/energyeducation.ca/www.npl.washington.edu/www.rmg.co.uk/wesfiles.wesleyan.edu/www.haydenplanetarium.org