قفل جزر و مدیTidal locking

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3239

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

قفل جزر و مدیTidal locking

پست توسط rohamavation »

کشش گرانشی اعمال شده توسط یک جرم آسمانی که جزر و مد را بر روی جسم دیگری در میدان گرانشی افزایش میده که بستگی به فاصله متفاوت بین اجرام دارد.میدان گرانشی ماه در مجاورت زمین تقریباً یکنواخته یک میدان کاملاً یکنواخت نمی‌تونه جزر و مد ایجاد کنه چون روی هر ذره یکسان عمل میکنه به طور مساوی روی زمین جامد و اقیانوس‌ها در همه نقاط می‌کشه. اصل هم ارزی میگه که یک ناظر در سقوط آزاد حتی نمیتونه حضور میدان گرانشی یکنواخت را به صورت فیزیکی تشخیصبده. بنابراین فقط عدم یکنواختی میدان است که در واقع باعث جزر و مد میشه
میدان ماه در نزدیکترین نقطه به ماه قویترین و در نقطه پادپای ضعیفترینه همچنین دارای مولفه ای به سمت خطیه که مراکز دو جسم را در نقاطی که روی آن خط قرار ندارن به هم متصل میکنه زیرا همه خطوط نیرو به مرکزش همگرا میشن. پس بخش غیر یکنواخت میدان از مرکز زمین در امتداد خط زمین-ماه دورمیشه، اما در صفحه عمود بر خط به سمت آن فشار میاره اثر خالص این است که زمین کمی به شکل بیضی شکل میگیره این تأثیر بسیار واضح‌تری بر اقیانوس‌ها نسبت به زمین جامد داره چون سیالی باویسکوزیته پایینه.
.طبق قانون جهانی گرانش نیوتن و قوانین حرکت میدونم جسمی با جرم m در فاصله R از مرکز کره ای با جرم M، نیرویی را حس میکنه
${\displaystyle {\vec {F}}_{g}}،$

${\displaystyle {\vec {F}}_{g}=-{\hat {r}}~G~{\frac {Mm}{R^{2}}}}$
معادل یک شتاب
${\displaystyle {\vec {a}}_{g}}،$
${\displaystyle {\vec {a}}_{g}=-{\hat {r}}~G~{\frac {M}{R^{2}}}}$
جایی که
$^{\hat {r}} $یک بردار واحده که از جسم M به جسم m اشاره میکنه خوب شتاب از m به M دارای علامت منفیه
${\displaystyle {\vec {a}}_{g}=-{\hat {r}}~G~{\frac {M}{(R\pm \Delta r)^{2}}}}$
قفل جزر و مدی بین یک جفت اجرام نجومی هم‌مدار زمانی اتفاق می‌افته که یکی از اجرام به حالتی برسد که دیگر هیچ تغییر خالصی در سرعت چرخش آن در طول یک مدار کامل وجود نداشته باشه. در موردی که جسم قفل شده جزر و مدی دارای چرخش همزمان باشه چرخش جسم حول محور خود به همان اندازه طول میکشه که چرخش حول شریک خود طول میکشه. یک طرف ماه همیشه رو به زمینه اگرچه مقداری تغییر وجود داره چون مدار ماه کاملاً دایره ای نیستش. معمولاً فقط ماهواره به صورت جزر و مدی به بدنه بزرگتر قفل میشن اگر هم اختلاف جرم بین دو جسم و هم فاصله بین آنها نسبتاً کم باشه هر یک ممکنه به طور جزر و مدی به دیگری قفل شن. اسم دیگش قفل گرانشی چرخش و قفل چرخشی مداری.این اثر زمانی بین دو جسم به وجود ماید که برهمکنش گرانشی آنها چرخش جسم را تا زمانی که به صورت جزر و مدی قفل میشه کند کنه. با استفاده از فرمول زیر می توان تخمینی از زمان قفل شدن یک جسم به صورت جزر و مدی بدست آورد:
${\displaystyle t_{\text{lock}}\approx {\frac {\omega a^{6}IQ}{3Gm_{p}^{2}k_{2}R^{5}}}}$
دلیلش ساده هست چرخش همزمان ماه می چرخه اما با همان سرعتی که به دور زمین می چرخه خودش می چرخد.یعنی ماه در مدت زمانی که طول می کشه تا به دور زمین بچرخه یک چرخش کامل حول محور خود انجام میده پس. یعنی همیشه همین طرف به سمت ما می چرخه. هر 27.3 روز، ماه حول محور خود میچرخه و مدار یک سیاره را کامل میکنه. بهش میگیم چرخش همزمان ، وضعیتی است که یک ماهواره در همان زمانی که طول می کشد تا به دور یک سیاره بچرخه روی محور خود می چرخه. چرخش همزمان ماهواره همیشه همان حهت را به سمت اصلی خود نگه می داره مثل که ماه به سمت زمین انجام میده توضیح می‌دهد که چرا ما هرگز نمی‌تونیم سمت دور ماه را از زمین ببینیم ببین دوره تناوب چرخش ماه به دور خود و گردشش به دور زمین برابرن. گردش ماه به دورِ زمین (حرکت انتقالی): کره‌ی ماه در مدت ۲۷.۳۲ روز (تقریبا ۲۷ و یک سوم) یک دور کامل را به گرد زمین در فضا می‌چرخهتصویر
چرخش ماه به دور خودش (حرکت وضعی): ماه در مدت ۲۷.۳۲ روز یک بار به دورِ خودش می‌چرخد!
جهت هر دو حرکت بالا با هم یکیه.تصویر
یعنی در همان مدتی که ماه به دور خودش می‌چرخه، یک دور کامل هم به گِرد زمین می‌چرخه. و البته نکته‌ای مهم این‌که جهت هر دو چرخش هم با هم یکیه
بچه های هوپا ببینیدبه خاطر قفل شدن جزر و مدیه. اساسا، ماه به اندازه کافی بزرگ و نزدیک به زمینه به طوری که زمین سمت نزدیک را قوی تر از سمت دور می کشه.
قفل جزر و مدی (یا چرخش گرفته شده) زمانی اتفاق می‌افته که گرادیان گرانشی باعث می‌شه یک طرف یک جسم نجومی همیشه رو به سمت دیگر باشه این اثر چرخش همزمان هست . یک جسم قفل شده جزر و مدی به همان اندازه طول میکشه تا به دور محور خود بچرخه. این باعث می شود که یک نیمکره دائماً رو به جسم شریک باشه. معمولاً در هر زمان معینی فقط ماهواره به صورت جزر و مدی در اطراف جسم بزرگتر قفل میشه اماده میشهتصویر
لیبراسیون به صورت تکان دادن آهسته ماه به عقب و جلو ظاهر میشه که از زمین مشاهده میشه و به ناظر اجازه میده تا نیمه های کمی متفاوت از سطح را در زمان های مختلف ببینه
لیبراسیون در طول جغرافیایی ناشی از خروج از مرکز مدار ماه به دور زمینه. تصویر
لیبراسیون در عرض جغرافیایی ناشی از شیب جزئی بین محور چرخش ماه و حالت عادی به صفحه مدار آن به دور زمینه. .
نکته ببین به طور کلی، با هر سیستم دوتایی هر دو جرم آسمانی در نهایت با دوره مداری کلی در قفل جزر و مدی قرار می گیرن
روند تکامل به سمت قفل جزر و مدی، فرآیند تبدیل انرژی پتانسیل چرخشی به گرما است.
ماه هنوز مقداری انرژی جنبشی چرخشی داره زیرا هنوز در حال چرخشه. بنابراین به طور کلی ماه در پایین ترین حالت ممکن انرژی قرار نداره. هیچ راهی برای اتلاف انرژی جنبشی چرخشی باقی‌مانده وجود نداره
اثر جزر و مدی دیگری نیز در جریانه. ماه به تدریج سرعت زمین را کاهش میده. در این فرآیند، زمین ماه را کمی به جلو میکشه به طوری که به تدریج ماه به مدار بالاتری کشیده میشه. مدار بالاتر به معنای دوره بزرگتر ه. از آنجایی که ماه در قفل جزر و مدی باقی میمونه، طولانی شدن دوره یعتی که ماه انرژی چرخشی کمی بیشتری را از بین میره
امیدو.ارم کمکی کرده باشم
تصویر

ارسال پست