Siła pływowa
Z Wikipedii
Siła pływowa - siła działająca na ciało znajdujące się w polu sił o względnie dużym gradiencie. Najczęściej kojarzona z polem grawitacyjnym.
Prościej pisząc, siła pływowa pojawia się wtedy, gdy siła grawitacji zmienia się znacznie na całej długości ciała. Część ciała znajdująca się bliżej źródła siły (najczęściej jakiegoś ciała niebieskiego - gwiazdy, planety, księżyca, czarnej dziury itp.) jest przyciągana znacznie mocniej, niż część ciała bardziej odległa od źródła siły.
Zakładając, że siła pływowa rozrywa ciało na dwie części, możemy odjąć siły działające na jego skrajne części od siły działającej na jego środek masy. Otrzymujemy wtedy dwie siły o przeciwnych zwrotach działające na to ciało.
[edytuj] Opis matematyczny
Siłę pływową wzdłuż prostej łączącej oba ciała można w przybliżeniu opisać wzorem:
gdzie: G - stała grawitacyjna, M - masa ciała wytwarzającego pole, m - masa ciała podlegającego sile pływowej, R odległość między obydwoma ciałami, r ≪ R odległość od środka ciała podlegającego sile pływowej.
Jak widać, siła pływowa zmienia się bardzo szybko (sześciennie) wraz z odległością. Wynika z tego, że najsilniej powinna działać przy względnie niewielkich odległościach od małych ciał o dużej gęstości.
[edytuj] Przykłady działania sił pływowych
W związku z powyższym, miejscem największego działania sił pływowych jest najbliższe otoczenie czarnej dziury. Każde ciało znajdujące się w jej pobliżu prędzej czy później powinno zostać rozerwane na drobne części.
Podobny efekt może wystąpić w pobliżu gwiazd neutronowych, które także posiadają olbrzymią gęstość.
Kometa Shoemaker-Levy 9 także została rozerwana przez siły pływowe Jowisza. Fragmenty znajdujące się bliżej planety spadły z większym przyspieszeniem niż te bardziej od niej odległe.
Mniej ekstremalnym przykładem są pierścienie Saturna. Siły pływowe powstrzymują materiał w nich zawarty przed uformowaniem się w księżyce pod wpływem wzajemnego przyciągania grawitacyjnego cząstek.
Najbardziej nam znanym efektem działania sił pływowych są pływy morskie. Są one spowodowane przyciąganiem Księżyca (w mniejszym stopniu także Słońca) i ruchem obrotowym Ziemi. Oceany po stronie, po której znajduje się Księżyc oraz przeciwnej wybrzuszają się wzdłuż osi Ziemia-Księżyc.
Wewnątrz ciała podlegającego sile pływowej powstaje tarcie pływowe. Powoduje ono utratę energii kinetycznej, a na księżycu Jowisza Io powstałe w ten sposób ciepło powoduje olbrzymią aktywność wulkaniczną.
Utrata energii kinetycznej z powodu tarcia pływowego oraz odkształcenie pływowe Księżyca są przyczynami, dla których jest on zawsze obrócony tą samą stroną do Ziemi.
