Download sáb 30.04. El mecanismo de la generación de las mareas

”
La Ley de la Gravedad:
Isaac Newton mostró que la atracción
gravitatoria depende: Las masas de los dos
cuerpos y la distancia que los separa.
Él mostró que la fuerza es inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia. Eso
significa que si consideramos la atracción
gravitatoria de la Tierra sobre un satélite, la
fuerza será sólo un cuarto si duplicamos la
distancia al centro de la Tierra.
El Sol es mucho más masivo que la Luna pero,
como está mucho más alejado, su atracción
gravitatoria es menor que la mitad de la
atracción de la Luna.
Campo gravitatorio de la tierra
Llamaremos campo gravitatorio a la perturbación que un cuerpo
produce en el espacio que le rodea por el hecho de tener masa.
Podemos considerar una partícula de masa M que perturba el
espacio que le rodea, creando un campo gravitatorio. Dicho campo se
hace evidente cuando una partícula testigo de masa m se sitúa en él
a una distancia r del centro de M y es atraída con una fuerza:
F = -G.(M.m/r²).uT
donde:
r=R+d
Estaremos fuera del campo gravitatorio cuando F = 0. Para ello r
debe ser ∞. Esto es teórico.
La intensidad del campo gravitatorio, g, en un punto del espacio es la fuerza
que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto. Su unidad es
N/kg. Frecuentemente se usa el término campo gravitatorio para designar la
Intensidad de campo gravitatorio.
Por lo tanto:
La gravedad no es uniforme a lo largo de toda la superficie terrestre, y
actúa de diferente forma según el lugar del planeta donde nos encontremos.
La amplitud de mareas no es la misma en todos los lugares. Es
nula en algunos mares interiores, como en el Mar Negro, entre
Rusia y Turquía.
Asimismo, es débil en el océano Pacífico. Por el contrario,
alcanza valor notable en determinadas zonas del océano
Atlántico, en el cual se registran las mareas mayores.
Para medir los niveles de las mareas con el propósito de estimar
su potencial se ha de tener en cuenta que el océano está
sometido a diversas fuerzas, como las influencias gravitatorias de
los astros, los vientos predominantes, la densidad variable de las
masas de agua, etc.
El nivel del mar es diferente en los distintos océanos: es más alto
en la costa del Océano Pacífico que en la del Atlántico, diferencia
que puede deberse a la menor densidad del agua del Pacífico, e
influye en la intensidad de las mareas.
las mediciones de las mareas pueden llevarse a cabo de una
manera muy simple, por ejemplo, utilizando una regla graduada
en un lugar poco profundo de la costa, en la actualidad se cuenta
con métodos de mayor precisión, y se han construido dispositivos
de medición llamados mareógrafos.
La forma S0 de la superficie debido a la fuerza de atracción de la Tierra y a su
rotación es la de un esferoide de revolución alrededor del eje polar.
La fuerza centrípeta, debida a la rotación de la Tierra alrededor de su eje, que
es una fuerza independiente del tiempo, no añade nada a las fuerzas de
marea.
El efecto del cuerpo perturbador (Sol, Luna o ambos) es el distorsionar
ligeramente la superficie S0, para dar lugar a una nueva superficie S, donde S
es una superficie equipotencial perpendicular a la resultante de todas las
fuerzas, incluidas las de marea, que actúan en P.
Teniendo en cuenta, que el volumen de agua que cubre la Tierra permanece
constante, se determina la elevación h del punto P de la superficie S0 debida
exclusivamente a las fuerzas de atracción del cuerpo perturbador.
donde M es la masa del cuerpo perturbador, MT=5.98·1024
kg es la masa de la Tierra, R su radio, r la distancia entre el
centro de la Tierra y el centro del cuerpo perturbador.
La masa de la Tierra es aproximadamente 81 veces la de la Luna, de
manera que el centro de gravedad del sistema se halla unas 81 veces
más cerca del centro de la Tierra que del de la Luna. Puesto que la
distancia entre ambos centros es unas 60 veces el radio de la Tierra, el
centro de gravedad común se sitúa en el interior de la Tierra, a unos
4000 km de su centro. La órbita de la Luna es levemente elíptica, pero
para simplificar la trataremos inicialmente como circular. Por su parte,
la órbita de la Tierra alrededor del centro de masas es un movimiento
excéntrico, esto es, no centrado en nuestro planeta, bajo el cual todos
los puntos de la superficie de la Tierra siguen trayectorias circulares
con idéntico radio e igual velocidad angular.
El movimiento excéntrico de la Tierra es un movimiento orbital, y es enteramente
independiente de la rotación de la Tierra sobre su propio eje: no deben ser confundidos.
Igualmente, la aceleración centrífuga debida al movimiento excéntrico, orbital, no debe ser
confundida con la aceleración también centrífuga y también de inercia debida a la rotación
diurna del planeta; ésta última aceleración depende de la latitud, pues la distancia al eje
varía con el coseno de la misma (Rω2cosλ), mientras que la debida al movimiento excéntrico
es igual en toda la superficie terrestre.
Todos los cuerpos situados sobre la Tierra sufren, no menos que la
propia Tierra, la aceleración debida a la atracción lunar. Esta atracción
es mayor en los puntos más próximos a la Luna, y menor en los más
alejados. Por otra parte, los cuerpos situados sobre la Tierra
experimentan, como hemos discutido, una aceleración adicional de
inercia respecto a la misma debida al movimiento excéntrico de la
misma. Es la competición entre la aceleración gravitatoria lunar y esta
última aceleración centrífuga la que causa los movimientos
diferenciados de las masas de agua en regiones distintas del planeta.