Gezeiten Entstehung und Phänomene

Описание: 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.