Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 15 frågor/svar hittade Kraft-Rörelse [21319] Frågan jag klurar på är då vad som sker när kraft tas ut denna rotation t ex genom vindkraftverk. Man kan ju inte "stjäla" kraft utan att det påverkar något annat. Antag att 1 miljard (eller 10) större vindkraftverk byggs bör inte den kraft som då genereras (ett slags motstånd) påverka jordrotationen?? Svar: Ja, jordens rotation minskar långsamt med tiden främst beroende på tidvatteneffekter, se fråga 13056 . Jordens rotation har antagligen skapats genom att jorden kolliderat med en annan planet, se fråga 20350 och Theia_(hypotetisk_planet) . Se fråga 814 för en diskussion om vågenergi och tidvattensenergi. Vad gäller vindenergi så påverkar vindkraftverk rörelsemängdsmomentet (jordens rotation), men eftersom vinden växlar riktning med tid och position, så tar nettoeffekten till en stor del ut sig. Ingen fara alltså att dygnet blir längre med många vindkraftverk eftersom effekten är mycket liten och försumbar jämfört med naturliga orsaker. Nyckelord: tidvatten [15]; vindenergi [12]; jordens rotation [22]; Kraft-Rörelse [21015] Svar: Nyckelord: tidvatten [15]; Blandat [20925] Svar: Du har helt rätt att det varierar mycket beroende på plats. Jag hittade en referens (Lectures on tides , sidan 11-12) där man presenterar mycket exakta data för en specifik plats. Amplituden för nipflod*) är 32.3 cm och för springflod*) är 72.2 cm. Solen bidrar med 19.9 cm och månen med 52.2 cm. Månens påverkan dominerar alltså - drygt en faktor 2. Detta är relativt konsistent med den gängse approximationen att solen bidrar med 1/3 och månen med 2/3 till tidvatteneffekten. *) Se även Tidvatten där bland annat springflod och nipflod förklaras. Nyckelord: tidvatten [15]; Universum-Solen-Planeterna [20350] Ursprunglig fråga: Svar: Enligt beräkningar (Earth%27s_rotation#Origin ) var jordens rotationstid c:a 5 timmar direkt efter kollisionen. När kollisionsresterna genom ömsesidig gravitation samlats ihop till månen bromsade stora tidvattenseffekter jordens rotation samtidigt som månen avlägsnade sig från jorden. I dag är ju dygnet 24 timmar och det förlängs med 1.7 millisekunder per århundrade genom tidvatteneffekter, se 13056 och 14911 . För c:a 600 miljoner år sedan (ungefär när flercelligt liv uppkom på jorden) var dygnet enligt fossiler c:a 21 timmar, se Earth's_rotation#Tidal_interactions . Ökningen i dygnets längd är förvånande konstant: Nyckelord: jordens rotation [22]; månens bana [14]; tidvatten [15]; Universum-Solen-Planeterna [18930] Svar:
Föreläsningen är mycket bra och lätt att följa. En originell syn som framföres är att det inte finns någon singularitet (oändlig densitet i en punkt) i ett svart hål. Jag tycker det är en rimlig syn, eftersom man ändå inte kan mäta på något som är innanför händelsehorisonten. Händelsehorisonten är den (skenbara) yta kring ett svart hål som utgör gränsen mellan hålets innandöme och omvärlden. Ingenting, vare sig ljus eller materia, som befinner sig innanför händelsehorisonten kan lämna regionen innanför och en extern observatör kan därmed inte observera någonting innanför händelsehorisonten. Dess radie kallas Schwarzschildradien (Sr). (Se dock Hawkingstrålning i fråga 19164 .) Om Jorden kollapsade till ett svart hål skulle Schwarzschildradien bli 9 mm. För solen skulle Sr bli 3 km. Supermassiva svarta hål med miljarder solmassor kan ha Sr på miljarder km. (Svenska Wikipedia) Schwarzschildradien ges av Sc = 2GM/c2 där G är Newtons universella gravitationskonstant, c är ljushastigheten och M är massan (se Schwarzschild_radius ). Tidvattenkrafter uppstår då ett föremål eller himlakropp befinner sig i ett inhomogent gravitationsfält så att föremålets/kroppens olika delar utsätts för olika stor eller olika riktad gravitationskraft. Eftersom föremålet/kroppen som helhet accelererar på ett sätt som motsvarar den totala gravitationskraften, resulterar de något olika gravitationskrafterna på dess olika delar i differentialkrafter som tenderar att deformera den (eller t.o.m. bryta sönder den). (Svenska Wikipedia) Tidvattenskraften är (Tidvattenkrafter ) proportionell mot M/R3 Tidvattenkraften vid händelsehorisonten är alltså proportionell mot M/M3 = 1/M2 Detta visar att svarta hål med små massor har stor tidvattenkraft och att stora svarta hål har mindre tidvattenkraft. Sedan tycker jag inte man skall fundera så mycket på hastigheter - man får mycket märkliga relativistiska effekter. Sett utifrån kommer tiden i det fallande objektet att stå stilla, se Black_hole#General_relativity . Ja, när en massa (du?) passerat händelsehorisonten blir den en del av det svarta hålet. Nyckelord: svart hål [51]; tidvatten [15]; händelsehorisont [4]; 1 http://www.gresham.ac.uk/lectures-and-events/black-holes-no-need-to-be-afraid Universum-Solen-Planeterna [18235] Svar: Jag vet inte var dina värden på ändringen i dygnets längd kommer ifrån. Enligt Wikipedia är ökningen i dygnets längd 20 mikrosekunder per år. Sedan finns det även tillfälliga ändringar beroende på landhöjningen efter istiden. Även tillfälliga händelser som jordbävningen 2004 (som orsakade Tsunamin i Indiska Oceanen) kan påverka dygnets längd (3 mikrosekunder). Orsaken till dessa förändringar i dygnets längd är att jordens tröghetsmoment ändras, varvid rotationshastigheten ändras för att rörelsemängdsmomentet skall vara konstant. Eftersom ändringen i månens avstånd är c:a 4 m per århundrade (4 cm/år) kan du för åtskilliga hundra år använda ett linjärt samband, dvs 2 ms/100 år ger 4 ms/200 år osv. Nyckelord: tidvatten [15]; rörelsemängdsmoment [14]; Universum-Solen-Planeterna [17290] - Tidvattenvariationerna styrs av latituden och ju längre norrut desto mindre variationer. - Tidvattenvariationerna styrs av den lokala topgrafin. - Tidvattenvariationerna motverkas av landhöjningen. Svar: Nedanstående figur från Wikimedia Commons (Tide#Phase_and_amplitude ) visar tidvattenseffekten från månen på olika platser på jorden. Dessa storskaliga variationer orsakas av att kontinenterna "ligger i vägen" för tidvattenvågen och kustlinjens form och vattendjup orsakar förstärkning/försvagning/fördröjning av tidvatteneffekten. Dessa variationer är komplexa och inte helt förstådda teoretiskt. På en lite mindre skala är variationer lättare att förstå. En vik med ett trångt inlopp bromsar tidvattnet så att effekten blir liten. Nordsjön/Östersjön är ett exempel på detta. Vi har ju nästan ingen skillnad mellan ebb och flod på svenska västkusten. På norska västkusten är emellertid tidvatteneffekterna större och på franska västkusten är de så stora att man anlagt tidvattenskraftverk (fråga 814 och Rance_tidal_power_plant ). Om man har en vik som smalnar av ju längre in man kommer, så får man en förstärkning av tidvatteneffekten beroende på att vattnet i flodvågen får mindre och mindre plats, så det tvingas uppåt. Ett exempel på detta är Bristol-kanalen där tidvattnet kan bli upp mot 15m, se Bristol_Channel . Andra orsaker till tidvattenvariationer är jordaxelns lutning och månbanans lutning i förhållande till ekliptikan. Som synes i figuren längst ner i fråga 3520 så är tidvattenbulan mindre vid höga latituder. Tidvattnet påverkas av den lokala topografin som beskrevs ovan. Landhöjningen är alldeles för långsam för att på kort sikt påverka tidvattnet. Länk 1 innehåller en bra och omfattande beskrivning av flera aspekter på tidvatten. Nyckelord: tidvatten [15]; 1 http://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_tides/welcome.html Universum-Solen-Planeterna [13526] Mars och Jorden roterar ungefär med samma hastighet, Venus däremot är mycket långsam, varför? Har Venus blivit träffad av eller störd av någon tung kropp, eller kan det bero på tidvattenkrafter från Solen?
Själv tror jag inte på det senare. Vilken årslängd skall en planet har kring Solen för att påverkas så tydligt av tidvattenkrafter från Solen att den hinner stanna eller bli så långsam att det förstör livsmöjligheterna, innan solsystemet går under när Solens livslängd som stabil stjärna är slut?
Svar: Man kan inte utan vidare ge en gräns för hur nära solen en planet behöver vara för att rotationen skall vara bunden (planeten vänder alltid samma sida mot solen). Det beror också på hur planeten är uppbyggd. Tidvatteneffekten (som orsakar bunden rotation) är proportionell mot centralkroppens massa och omvänt proportionell mot kuben på avståndet till centralkroppen. Avståndet är alltså viktigare än massan. Månen utövar mer tidvattenkraft på jorden än vad solen gör trots att solens massa är enormt mycket större än månens. Se vidare
Myths about Gravity and Tides . Hur effektivt tidvatteneffekten bromsar in planeten beror helt på hur planeten är uppbyggd. En illustration på det faktum att det är avståndet som är viktigast vad gäller tidvattenseffekter är att nästan alla månar i vårt solsystem har bunden rotation i förhållande till sin planet. Nyckelord: tidvatten [15]; Venus [11]; Universum-Solen-Planeterna [13056] Ursprunglig fråga: Svar: För månen händer följande: månen orsakar två tidvattens-bulor - se bilden nedan och fråga 3520 . Pga jordens rotation ligger dessa inte exakt under månen, utan lite österut (mycket överdrivet på bilden). Orsaken är att jorden roterar från väster till öster, och rotationen "drar med" tidvattens-bulorna åt öster. Månens gravitation verkar på bulorna och försöker hindra dem att dras åt öster. Friktionen mellan bulorna och resten av jorden orsakar en liten uppbromsning av jordens rotation. Samtidigt försöker bulorna dra månen framåt i banan (se att det finns en liten komposant av kraften i månens rörelseriktning efterom den "övre" bulan är närmare månen än den "undre"). Detta medför att månbanans radie ökar. Minskningen i jordens rotation och det ökande avståndet till månen gör att det totala rörelsemängdsmomentet (se fråga 12527 ) för systemet jorden-månen bevaras. Månen rör sig alltså långsamt allt längre från jorden (se fråga 8359 ) och kommer till sist att göra sig helt fri. Observera att om jorden roterat i motsatt riktning till månens banrörelse så skulle månen dras mot jorden och till slut kolliderat med den. Se vidare Tidal_acceleration och Tide . Nyckelord: tidvatten [15]; jordens rotation [22]; månens bana [14]; Universum-Solen-Planeterna [12980] Svar: Se vidare artiklar om tidvatten i Nationalencyklopedin , OUR RESTLESS TIDES , Myths about Gravity and Tides och nedanstående frågor. Se även fråga 3520 Nyckelord: tidvatten [15]; Universum-Solen-Planeterna [8359] Ursprunglig fråga: Svar: Se vidare fråga 13056 och Moon_orbit . Nyckelord: månens bana [14]; tidvatten [15]; Energi [10156] Svar: Se även fråga 814 Nyckelord: tidvatten [15]; Universum-Solen-Planeterna [3520] Ursprunglig fråga: Svar: Problemet med de två bulorna är en klassisk besvärlig fråga eftersom man använder två till synes olika modeller som förklaring. Mer om detta nedan; här är först den förklaring jag föredrar från den engelska versionen av Wikipedia, Tide , där även bilderna nedan kommer ifrån: Titta på den översta bilden. En partikel på jordytan närmast månen påverkas av en kraft som är lite större än en kraften på en partikel i centrum, som i sin tur påverkas av en större kraft än en partikel på frånsidan eftersom gravitationskraften avtar som 1/r2. I stället för krafter kan vi uppfatta pilarna som accelerationer som orsakas på en massa m (F=ma). Om vi subtraherar accelerationen i jordens masscentrum får vi kvar accelerationer enligt den nedre figuren: på närsidan en liten rest riktad mot månen och på bortre sidan en rest riktad från månen. Denna subtraktion innebär att vi väljer ett koordinatsystem som är i vila i förhållande till jordens masscentrum. Låt oss föreställa oss jorden med hav överallt. De resulterande krafterna kommer då att lyfta havet med ett litet belopp h så att mgh (m är massan av, säg, en cm3 vatten) är lika med den resulterande tidvattenskraften. Höjden h är c:a 0.54 m och, om man även tar med solens maximala påverkan, 0.79 m. När väl denna justering av havsytans form skett, råder jämvikt och jordens form är fix. Tidvatten kan emellertid på vissa platser vara upp till 10 m. Anledningen till denna stora avvikelse är att jorden bara delvis är täckt av hav och att kustlinjerna kan ge en stor förstärkning av effekten, se Lectures on tides . Det kan dessutom förekomma resonansfenomen (se nedan) eftersom tidvattenskrafterna är periodiska. I Tide#Phase_and_amplitude finns en karta över fas och amplitud his tidvattnet över hela världen. Om det inte fanns något vatten på jorden skulle jordens form ändå anpassa formen efter tidvattenskrafterna, men mindre eftersom fast material gör större mekaniskt motstånd. Figuren i mitten nedan visar vad som händer i en godtycklig punkt A på havsytan. Eftersom avståndet MA' är större än MA kommer kraften i A vara större än kraften i A' (nedre triangeln). Vi får alltså i detta fall en resulterande kraft riktad uppåt till höger. Motsvarande beräkning för hela klotet ger resultatet i den nedre figuren. De resulterande krafterna kommer att deformera klotet så att vi får en rotationsellipsoid med storaxeln riktad mot månen. Observera att de resulterande krafterna finns på den odeformerade jorden. När vattnet anpassat sig kommer den extra höjden på vattenpelaren att kompensera kraften och vi har jämvikt. Vi har här bortsett från jordens rotation. Om man även tar hänsyn till denna och friktionen kommer ellipsoiden att vridas, se fråga 13056 . Experiment med resonans Ta en balja eller en spann och fyll i vatten till några centimeters djup. Skaka baljan fram och tillbaka med jämn rytm. Pröva med olika rytmer. Vid vissa skakningsrytmer blir det bara små vågeffekter. Vid andra rytmer blir vågorna bara större och större, så att det till slut skvalpar ut. Det fenomenet kallar vi resonans. Diskussion av till synes olika förklaringar En del förklaringar till tidvattenseffekten involverar centrifugalkraften, t.ex. The Cause of Tides (easy version) och OUR RESTLESS TIDES , medan andra som ovan inte gör det. Anledningen till skillnaden är vilket koordinatsystem man föredrar. Ovan har vi föredragit jordens masscentrum. I detta har vi ingen acceleration (vi står förhoppningsvis stadigt på jordytan) och deformationen orsakas av skillnaden i gravitation i olika punkter på jorden. Om vi i stället betraktar systemet jorden-månen från deras gemensamma masscentrum (som ligger c:a 1/4 jordradie under jordytan), så accelereras jorden hela tiden (roterar kring masscentret), och vi måste ta hänsyn till centrifugalkraften. Observera är deformationen inte uppkommer bara vid rotationsrörelse, utan jorden skulle vara en ellipsoid även om den föll fritt mot månen, se Tidal_force för exempel på denna effekt. Se även Tidvatten och länk 1 och 2. Nyckelord: tidvatten [15]; centrifugalkraft [15]; 1 https://www.grundskoleboken.se/wiki/Tidvatten Energi [814] Ursprunglig fråga: Svar: Denna upp-och nedgående rörelse omvandlas till rotation (jämför cykelpedaler) som driver en elektrisk generator. Sådana kraftverk får placeras på ställen där vågorna är speciellt höga. Tidvattenkraftverk bygger på tidvattnets höjning och sänkning. Man bygger en damm över en vik där man vill ha ett tidvattenkraftverk. När tidvattnet stiger låter man vattnet gå igenom och driva en turbin ("vattenhjul"). När tidvattnet vänder och vattnet vill gå ut ur viken igen så vänder man på turbinen och tar energi ur vattnet en gång till. Det finns sådana kraftverk vid den franska atlantkusten. Var kommer energin ifrån? Är våg- och tidvattenenergi förnybar? Energin måste ju bevaras! Vågenergi liksom vindenergi får anses förnyelsebara eftersom vågorna drivs av vindar som i sin tur skapas av solens värme. Vindarna går i alla riktningar, så inflytandet på jordens rotation är försumbart. Detta gäller emellertid inte tidvattenenergi. För tidvattenenergi tar man energin från jordens rotationsenergi: jorden kommer alltså att rotera långsammare och dygnet kommer att bli längre, visserligen långsamt men ändå. Samtidigt som jordens rotation blir långsammare så kommer månen att tvingas längre ifrån jorden, så tidvatteneffekten kommer att bli mindre, se fråga 13056 . Tidvattenenergi är alltså till skillnad från vågenergi inte förnyelsebar. Påpekas bör dock att förekomsten av några tidvattenkraftverk inte ger särskilt stort bidrag till uppbromsningen av jordens rotation och ökningen av månens avstånd. Ta reda på: Hur ofta är det flod respektive ebb? Se Vågkraftsprojekt för mer om vågenergi och länk 1 om tidvattenenergi (på engelska). Se även Wave_power , Tidvattenkraftverk och Tidal_power . Nyckelord: vågenergi [3]; tidvatten [15]; vindenergi [12]; Universum-Solen-Planeterna [259]
Efter en segeltur runt Nordatlanten och i Karibien kan jag konstatera
att detta inte stämmer. Finns det fler faktorer som avgör storleken på
tidvattnet?
Svar:
Försök: Fyll ett handfat nästan fullt med vatten. Rör handen
fram och tillbaka i handfatet. Om handen rörs fort så blir det små vågor
men om
handrörelserna har
samma frekvens som den fram och återgående vågen i handfatet så kan
man enkelt få en stor amplitud. Man har resonans.
Om ett område på havet kan fungera som en balja i vilken orsaken till
tidvattnet kan orsaka sådana stående vågor kan man få väldigt högt
tidvatten. Dessa
"baljor" i havet är inte de små vikar eller bukter som man ser när man
är ute och seglar.
Läs: I Hans-Uno Bengtssons bok "Fysik för Akrobater" finns en
fyllig genomgång av tidvattenfenomenet.
Nyckelord: tidvatten [15]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.