martes, 12 de noviembre de 2013

Respuestas: dobles mareas. (31639)

"Por qué? Por qué?? Por qué??? 

Si la Luna pasa sólo una vez al día por la vertical de la costa y hay dos mareas altas, a qué se debe la segunda??????"

Esta es la pregunta nos la ha mandado un seguidor con el asunto 
"el príncipe de las mareas" y aquí dos respuestas...
 una equivocada, publicada y otra correcta...

En esta entrada publicada en la web se habla de cómo la influencia gravitacional de la Luna está alargando lentamente nuestros
 días mientras se aleja de la Tierra

No profundiza lo suficiente en la interacción entre nuestro planeta y su satélite en su momento.

Vamos a corregirla...

Además de acelerar nuestra rotación y mantenerla estable, nuestro satélite es el responsable de que cada día la marea suba y baje

El sistema Tierra-Luna no se mantiene estable sólo porque la Tierra atraiga a la Luna, sino porque los dos cuerpos se atraen entre sí y giran alrededor de un centro de gravedad común


Pero la gravedad de la Luna no actúa igual por toda la superficie:
 su intensidad disminuye de manera inversa al cuadrado de la distancia,
 lo que significa que un objeto a dos metros de distancia del foco de emisión de gravedad (algún físico contratará un asesino a sueldo para que nos maten por esto) recibiría un cuarto de la influencia gravitacional y uno que se encontrara a diez metros recibiría una centésima de esa fuerza.

 Por tanto, entre una cara y la otra de la Tierra existe suficiente espacio para que llegue al otro extremo debilitada.

 En concreto, en la cara opuesta del planeta la gravedad ejercida por la Luna es un 6.8% menor...

ACTUALIZACIÓN:

 El texto tachado está mal ,  pero lo dejamos a modo de herramienta comparativa para vosotros. 

Las fuerzas que experimenta nuestro planeta en cualquier momento son estas.



Por un lado, la Luna tira de una cara de la Tierra mientras la propia gravedad de nuestro planeta tira en la dirección contraria. Como el planeta es bastante rígido (al menos la superficie que lo confina) esto no tiene mucho efecto la gigantesca esfera rocosa, pero como el agua está "suelta" sobre la superficie y tiene suficiente masa como para que el efecto acumulativo de la débil fuerza gravitatoria se manifieste, cede en dirección a la Luna.

En el lado opuesto de la Tierra, la gravedad de los dos cuerpos ejercen su influencia en la misma dirección, tirando de todo hacia el centro. Aquí aparece un efecto curioso y es que como cualquier punto de la superficie terrestre gira alrededor del eje del planeta a unos 1.670 kilómetros por hora, aparece un componente de aceleración centrífuga que tiende a expulsar las cosas hacia afuera.

Para quien no conozca el concepto, en el siguiente vídeo aparece una de esas atracciones de planta circular que giran muy rápido y, mientras estás dentro, la fuerza centrífuga ejerce tal fuerza contra tu cuerpo que te mantiene pegado a la pared. Como la fuerza que te mantiene pegado a las paredes de este aparato es mucho mayor que la atracción gravitatoria, un tipo puede utilizar la pared como si fuera el suelo.


Volviendo a la cara opuesta de la Tierra, la gravedad terrestre y la influencia un 6.8% menor de nuestro satélite en esta parte del planeta comprimen la masa rocosa en una dirección pero, como el agua no está anclada al planeta, la aceleración centrífuga tiende a repeler el líquido en dirección contraria, creando otro "bulto" de agua que resulta ser la segunda marea.

¿Y por qué la aceleración centrífuga no actúa también en la cara del planeta que da a la Luna?

También actúa allí, pero el efecto que ejerce nuestro satélite es mucho mayor al de la aceleración centrífuga, así que no se nota.

 En el otro lado, en cambio, una menor atracción gravitacional por parte de la Luna permite que esta fuerza resalte.

 La lección es "no preguntes a un oceanógrafo lo que puede responderte un físico" (es broma). 

Para responder a esta pregunta, nos basamos en la explicación que da el NOAA (National Oceanographic and Atmosfpheric Administration), el organismo oficial estadounidense que debería dominar bastante bien el asunto... 
 Pero parece que no.

El departamento de Matemáticas de la Universidad de Singapur expone por qué en este enlace y cita las referencias de las páginas que dan la interpretación errónea (básicamente, meteorólogos y oceanógrafos) y la correcta (astrónomos y físicos).

La explicación real es mucho más simple de lo que habíamos planteado. 

Como hemos dicho, la gravedad en la cara opuesta del planeta es menor que en la que da directa a la Luna

Por tanto, la Tierra, junto con los océanos que la cubren, se "estira" en el plano que marca nuestro satélite y el agua tiene que desplazarse en la dirección de la gravedad, pero el líquido que está en la cara opuesta del planeta no recibe suficiente fuerza para hacerlo. 

Total, que la cosa queda así:


Ese es el motivo por es que quedan dos mareas: la primera se forma por pura atracción gravitatoria y la segunda por la bajada del nivel del mar en las zonas intermedias donde el agua se desplaza en dirección a la luna.

Pero ese no es el único factor que afecta a las mareas.

Resulta que el Sol también influye en las mareas terrestres, aunque su efecto es bastante menor y depende de la posición en la que se encuentre nuestro satélite, pero es lo suficientemente intenso como para redistribuir el desplazamiento de agua.


Y no sólo eso: la Luna no gira perfectamente alrededor del ecuador de la Tierra, sino que en realidad su órbita está inclinada, lo que da lugar a las mareas tropicales y  ecuatoriales.


Sentimos las molestias, príncipe de las mareas.