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Gezeiten Entstehung und Phänomene
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Die Visualisierung erklärt anschaulich und mit vielen professionellen Animationen Entstehung und Wirkung der Gezeitenkräfte. / Wettbewerbsbeitrag zu http://www.fastforwardscience.de / Hier eine Beschreibung des Zusammenspiels von Erde, Mond und Sonne beim Entstehen der Gezeiten: • 1. Mond und Erde drehen sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt S. • 2. Alle Punkte der Erde führen um S dieselbe Kreisbewegung aus, • d.h. an allen Orten der Erde wirkt dieselbe Zentrifugal- • Beschleunigung. Dieser Wert ist also (dem Betrage nach) konstant. • 3. Die Gravitationsbeschleunigung des Mondes (auf der Erde) • variiert mit dem Abstand proportional zu 1 / r**2. D. h. • auf der dem Mond zugewandten Seite (kleinerer Abstand) ist • deren Wert somit größer, als auf der dem Mond abgewandten • Seite (größerer Abstand). Konsequenzen: Die aus den beiden • Beschleunigungen resultierende Größe weist auf der dem • Mond zugewandten Seite in Richtung Mond (Wasser wird quasi • zu ihm hingezogen), während auf der dem Mond abgewandten • Seite die Resultierende in die entgegengesetzte Richtung • weist. Daraus erklären sich erst einmal zwei Berge , sogenannte • Gleichgewichtstiden. • 4. Für das System Sonne - Erde ergeben sich analog ebenfalls • zwei solcher Berge (aus exakt denselben Gründen). Man • ersetze in den Punkten 1 bis 3 den Begriff 'Mond' durch 'Sonne'. • 5. Auf Grund der Eigenrotation der Erde bewegt sich jeder • Ort der Erde unter diesen durch Mond und Sonne hervorgerufenen • Bergen hindurch. • Einen durch den Mond hervorgerufenen Berg passieren wir • deshalb alle ca. 1/2 * 24 h 50 min = 12 h 25 min, und • Einen durch die Sonne hervorgerufenen Berg passieren wir • alle ca. 1/2 * 24 h = 12 h. • Deshalb sehen wir an jedem Erdtag in guter Näherung zwei Hochwasser • und zwei Niedrigwasser (halbtägige Tiden). Alle 14 d 18 h 22 min • sind diese in Phase (Spring-Nipp-Zyklus). • Also: sowohl für den Einfluss von Mond als auch Sonne ist die • Variation deren jeweiliger Gravitationsbeschleunigung auf der • Oberfläche der Erde entscheidend. Zusammen mit Zentrifugal- • Beschleunigung und Erdrotation ergeben sich für die Wirkungen • beider Gestirne jeweils (annähernd) zwei Maxima und zwei Minima • pro Tag. • Da die Sonne sehr viel weiter von der Erde entfernt ist, als der • Mond, ist die Variation ihrer Gravitationskraft auf der Erdoberfläche • kleiner, als die Variation der Gravitationskraft des Mondes. Deshalb • beträgt die Wirkung der Gezeitenkräfte der Sonne nur ca. 40 % • derjenigen des Mondes. Merke: Gezeitenkräfte resultieren aus der • lokalen Variation einer Gravitationskraft. • Die aus der Eigenrotation der Erde resultierenden Zentrifugal-Beschleunigungen spielt keine Rolle, da sich die Gestalt der Erde daran angepasst hat.
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