Припливні сили — сили, що виникають у протяжних тілах, які вільно рухаються в неоднорідному силовому полі та зумовлюють їх деформацію. Найвідомішим прикладом дії припливних сил є припливи і відпливи на Землі, звідки й пішла їх назва.
В узагальненому випадку припливні сили інтерпретують як вплив неоднорідного силового поля на протяжний об'єкт, незалежно від того, як такий об'єкт рухається і чим поле викликано. Силове поле може мати гравітаційну або електромагнітну природу (якщо протяжне тіло має електричний заряд).
Так, у гравітаційному полі зростаючої інтенсивності (тобто, з постійним градієнтом модуля сили тяжіння) спіральна пружина (як ціле) вільно падатиме по прямій зі зростаючим прискоренням; водночас вона буде розтягуватися в напрямку падіння настільки, щоб сили пружності врівноважили градієнт поля.
Фізична природа припливних сил в полі гравітації
Для протяжного тіла, що перебуває в гравітаційному полі маси, сили гравітації відрізняються для ближнього й дальнього боку. Різниця цих сил призводить до деформації тіла в напрямку градієнта поля. Істотно, що цього поля в разі, якщо воно створено , зменшується обернено пропорційно квадрату віддалення від цих мас. Таке ізотропне в просторі поле є . Мірилом напруженості гравітаційного поля є прискорення вільного падіння.
Завдяки тому, що в широкому діапазоні значень напруженості є справедливим принцип суперпозиції полів, напруженість поля завжди може бути знайдена шляхом векторного додавання полів, створених окремими частинами джерела поля, якщо його не можна вважати точковим. У разі однорідного по щільності протяжного кулястого тіла утворене ним поле можна уявити як поле точкового джерела, яке має масу, що дорівнює масі протяжного тіла, і зосереджена в його геометричному центрі.
У найпростішому випадку, для точкової маси на відстані прискорення вільного падіння (тобто, напруженість спільно створюваними цими тілами гравітаційного поля)
де G — гравітаційна стала. Зміна прискорення da (припливне прискорення at) при зміні відстані :
Переходячи від прискорень до сил, для частини тіла масою μ, яка перебуває на відстані r від центру свого тіла та на відстані R від іншої маси M, що лежить на прямій, яка з'єднує маси μ і M, припливна сила становитиме:
Можна також наочно уявити фізичну сутність припливних сил через третій закон Кеплера, який описує рух тіл в неоднорідному полі тяжіння. Цей закон говорить, що періоди обертання тіла в центральному полі тяжіння співвідносяться, як куби великих півосей їх орбіт; таким чином, тіло (або його частина), яка перебуває ближче до джерела силового поля, буде рухатися по своїй орбіті з більшою швидкістю, ніж та, що розташована далі. Наприклад, Земля рухається навколо Сонця зі швидкістю близько 29 км/с, Марс — 24 км/с, а Юпітер — 13 км/с. Якщо ми подумки з'єднаємо Марс із Землею та Юпітером канатом, то на поверхні Марса в точках приєднання каната утворюються два припливних горби, і незабаром Марс буде розірваний цими, фактично припливними силами. У системі Земля — Місяць таким джерелом припливних сил можна уявити рух Землі по орбіті навколо спільного центру мас системи Земля — Місяць. Частина Землі, розташована ближче до цього центру мас, буде прагнути рухатися швидше, ніж розташована далі, формуючи таким чином припливи, особливо добре помітні в гідросфері.
Згідно принципу суперпозиції полів тяжіння в системі двох тіл припливні сили можна інтерпретувати як відхилення поля тяжіння в околицях тіла під впливом гравітації іншої маси, таке відхилення для будь-якої точки околиці тіла маси може бути отримано відніманням векторів дійсного прискорення вільного падіння в цій точці і вектора прискорення вільного падіння, викликаного масою (Див. Рис. 2).
Див. також
Джерела
- Припливні явища // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 380—381. — .
Посилання
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Priplivni sili sili sho vinikayut u protyazhnih tilah yaki vilno ruhayutsya v neodnoridnomu silovomu poli ta zumovlyuyut yih deformaciyu Najvidomishim prikladom diyi priplivnih sil ye priplivi i vidplivi na Zemli zvidki j pishla yih nazva Ris 1 Tilo v poli tyazhinnya masi roztashovana pravoruch za mezhami malyunka Vgori Sili tyazhinnya bilshi dlya chastin tila yaki perebuvayut blizhche do masi i menshi dlya viddalenih chastin Vnizu Priplivni sili yak riznicya sil sho diyut na krajni tochki ta na centr tila Ris 2 Pole priplivnih priskoren v okolicyah sferichnogo tila Pryama sho z yednuye m i M vertikalna Tobto tilo sho viklikaye priplivi roztashovane vnizu abo vgori za mezhami malyunka V uzagalnenomu vipadku priplivni sili interpretuyut yak vpliv neodnoridnogo silovogo polya na protyazhnij ob yekt nezalezhno vid togo yak takij ob yekt ruhayetsya i chim pole viklikano Silove pole mozhe mati gravitacijnu abo elektromagnitnu prirodu yaksho protyazhne tilo maye elektrichnij zaryad Tak u gravitacijnomu poli zrostayuchoyi intensivnosti tobto z postijnim gradiyentom modulya sili tyazhinnya spiralna pruzhina yak cile vilno padatime po pryamij zi zrostayuchim priskorennyam vodnochas vona bude roztyaguvatisya v napryamku padinnya nastilki shob sili pruzhnosti vrivnovazhili gradiyent polya Fizichna priroda priplivnih sil v poli gravitaciyiDlya protyazhnogo tila sho perebuvaye v gravitacijnomu poli masi sili gravitaciyi vidriznyayutsya dlya blizhnogo j dalnogo boku Riznicya cih sil prizvodit do deformaciyi tila v napryamku gradiyenta polya Istotno sho cogo polya v razi yaksho vono stvoreno zmenshuyetsya oberneno proporcijno kvadratu viddalennya vid cih mas Take izotropne v prostori pole ye Mirilom napruzhenosti gravitacijnogo polya ye priskorennya vilnogo padinnya Zavdyaki tomu sho v shirokomu diapazoni znachen napruzhenosti ye spravedlivim princip superpoziciyi poliv napruzhenist polya zavzhdi mozhe buti znajdena shlyahom vektornogo dodavannya poliv stvorenih okremimi chastinami dzherela polya yaksho jogo ne mozhna vvazhati tochkovim U razi odnoridnogo po shilnosti protyazhnogo kulyastogo tila utvorene nim pole mozhna uyaviti yak pole tochkovogo dzherela yake maye masu sho dorivnyuye masi protyazhnogo tila i zoseredzhena v jogo geometrichnomu centri U najprostishomu vipadku dlya tochkovoyi masi M displaystyle M na vidstani R displaystyle R priskorennya vilnogo padinnya tobto napruzhenist spilno stvoryuvanimi cimi tilami gravitacijnogo polya a G M R 2 displaystyle a tfrac GM R 2 de G gravitacijna stala Zmina priskorennya da priplivne priskorennya at pri zmini vidstani d R R displaystyle dR ll R a t d a 2 G M R 3 d R displaystyle a t da frac 2GM R 3 dR Perehodyachi vid priskoren do sil dlya chastini tila masoyu m yaka perebuvaye na vidstani r vid centru svogo tila ta na vidstani R vid inshoyi masi M sho lezhit na pryamij yaka z yednuye masi m i M priplivna sila stanovitime F t 2 G M m r R 3 displaystyle F t frac 2GM mu r R 3 Mozhna takozh naochno uyaviti fizichnu sutnist priplivnih sil cherez tretij zakon Keplera yakij opisuye ruh til v neodnoridnomu poli tyazhinnya Cej zakon govorit sho periodi obertannya tila v centralnomu poli tyazhinnya spivvidnosyatsya yak kubi velikih pivosej yih orbit takim chinom tilo abo jogo chastina yaka perebuvaye blizhche do dzherela silovogo polya bude ruhatisya po svoyij orbiti z bilshoyu shvidkistyu nizh ta sho roztashovana dali Napriklad Zemlya ruhayetsya navkolo Soncya zi shvidkistyu blizko 29 km s Mars 24 km s a Yupiter 13 km s Yaksho mi podumki z yednayemo Mars iz Zemleyu ta Yupiterom kanatom to na poverhni Marsa v tochkah priyednannya kanata utvoryuyutsya dva priplivnih gorbi i nezabarom Mars bude rozirvanij cimi faktichno priplivnimi silami U sistemi Zemlya Misyac takim dzherelom priplivnih sil mozhna uyaviti ruh Zemli po orbiti navkolo spilnogo centru mas sistemi Zemlya Misyac Chastina Zemli roztashovana blizhche do cogo centru mas bude pragnuti ruhatisya shvidshe nizh roztashovana dali formuyuchi takim chinom priplivi osoblivo dobre pomitni v gidrosferi Zgidno principu superpoziciyi poliv tyazhinnya v sistemi dvoh til priplivni sili mozhna interpretuvati yak vidhilennya polya tyazhinnya v okolicyah tila pid vplivom gravitaciyi inshoyi masi take vidhilennya dlya bud yakoyi tochki okolici tila masi m displaystyle m mozhe buti otrimano vidnimannyam vektoriv dijsnogo priskorennya vilnogo padinnya v cij tochci i vektora priskorennya vilnogo padinnya viklikanogo masoyu m displaystyle m Div Ris 2 Div takozhPriplivne priskorennya Mezha RoshaDzherelaPriplivni yavisha Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 380 381 ISBN 966 613 263 X Posilannya