Mengapa Bulan surut dari Bumi karena pasang surut? Apakah ini tipikal untuk bulan lainnya?

Setelah membaca T&J Apakah bulan bergerak lebih jauh dari Bumi dan lebih dekat ke Matahari? Mengapa? tentang pasang surut mentransfer energi ke Bulan dan mendorongnya dari Bumi, saya punya pertanyaan:

Bagaimana energi itu sebenarnya ditransfer ke Bulan? Penciptaan pasang-surut membutuhkan energi, jadi saya berharap ini akan mengambil energi dari Bulan, memperlambatnya dan akhirnya jatuh kembali ke Bumi. Mengapa itu tidak terjadi?

Akhirnya, jika ini adalah mekanisme umum, akankah bulan-bulan lain yang mengorbit di sekitar planet-planet dengan permukaan cair dan menyebabkan pasang surut, akan surut dari planet induknya?

the-moon orbit earth

— Pelaut Danubia
sumber

Perhatikan resesi hanya terjadi ketika primer berputar lebih cepat dari satelit. Ketika satelit bergerak lebih cepat dari yang primer (seperti Phobos dan Mars), maka itu berputar, tidak keluar.

— BowlOfRed

@ РСТȢѸФХѾЦЧШЩЪЫЬ: Um, "lebih dekat ke Matahari"? Itu juga semakin jauh dari Matahari, separuh waktu ...

— ThePopMachine

Jawaban:

Sebenarnya cukup sederhana.

pasang surut

Bulan menciptakan gelombang. Karena pasang surut, air menggembung ke arah Bulan (dan juga di sisi yang berlawanan).

Tetapi Bumi juga berputar cukup cepat (sekali sehari), lebih cepat dari Bulan mengorbit Bumi (sebulan sekali). Ada gesekan antara Bumi yang berputar, dan tonjolan berair yang diciptakan oleh pasang surut. Rotasi Bumi "ingin" memutar tonjolan lebih cepat.

Efeknya, rotasi Bumi menyeret tonjolan pasang surut ke depan - tonjolan itu selalu sedikit di depan Bulan. Saat Bulan berada di meridian, gelombangnya sudah berkurang.

Jadi ada sedikit massa air ekstra di Bumi, sedikit di depan Bulan. Tonjolan berair ini berinteraksi secara gravitasi dengan Bulan.

Ini memiliki dua efek:

ia memperlambat rotasi Bumi, secara bertahap menyedot energi darinya (Bulan menarik tonjolan, dan karenanya Bumi, "kembali")
energi yang dibuang ke gerakan orbit Bulan, secara efektif "menarik" ke depan

Ketika Anda membuang energi gerak ke benda yang mengorbit, ia mengendap menjadi orbit yang lebih tinggi - orbit yang lebih tinggi berarti lebih banyak energi. Oleh karena itu, transfer energi dari putaran Bumi ke orbit Bulan secara bertahap membuat orbit Bulan lebih besar dan lebih besar.

Ini hanya terjadi karena Bumi berputar lebih cepat daripada Bulan yang mengorbitnya. Jika Bumi terkunci secara tidal ke Bulan (berputar persis secepat Bulan mengorbitnya), maka tidak ada transfer yang akan terjadi. Jika Bumi berputar lebih lambat dari orbit Bulan, maka transfer akan berlawanan (dari gerakan orbit Bulan ke putaran Bumi).

Catatan: Secara berlawanan, satelit dengan energi lebih banyak sebenarnya bergerak lebih lambat, tetapi dalam orbit yang lebih tinggi. Energi ekstra digunakan untuk menaikkan orbit, bukan membuat kecepatannya lebih cepat. Mengapa hal ini terjadi sebenarnya adalah diskusi keseluruhan.

— Florin Andrei
sumber

Apakah ada gelombang pasang di mantel cair Bumi juga?

— LocalFluff

Seluruh Bumi, termasuk kerak "padat" dan bagian dalamnya yang lembut, mengalami gelombang akibat Bulan; pada skala planet tidak ada padatan sejati. Ini disebut gelombang bumi. Amplitudo berada di urutan puluhan sentimeter. web.ics.purdue.edu/~ecalais/teaching/eas450/Gravity3.pdf

— Florin Andrei

@ user104372 Energi tidak hanya ada dalam bentuk energi kinetik. Dalam hal ini, energi total (kinetik ditambah potensi) dari orbit yang lebih luas adalah lebih besar. Ini adalah benar-benar fisika dasar bahwa Anda berdebat tentang.

— Rob Jeffries

Re Hal ini cukup sederhana, sebenarnya. Tidak sesederhana itu. Gambaran sebenarnya jauh lebih kompleks daripada gambar sederhana ini. Tidal tonjolan seperti yang digambarkan dalam gambar tidak ada. Jika memang ada, air pasang akan terjadi segera setelah puncak bulan (dan kemudian 12 jam dan 25 menit setelah itu). Ini sangat jarang diamati. Faktanya, tonjolan pasang surut itu tidak ada. Untuk mendapatkan gambaran yang benar, kita harus mengintegrasikan efek lautan pada bulan dalam jangka waktu yang lama (lebih disukai 18 tahun atau lebih). Model kami belum ada di sana.

— David Hammen

Anda telah mengidentifikasi dengan benar bahwa gaya pasang surut mentransfer energi dari Bumi ke Bulan. Energi ini menyebabkan orbit Bulan menjadi lebih besar sehingga memperlambatnya.

Ini sedikit berlawanan dengan intuisi, tetapi jika Anda memikirkannya, Bumi memutar laju 1 putaran per hari. Bulan mengorbit Bumi dengan periode sekitar 27,3 hari. Jika mempercepat, orbitnya akan berkurang sehingga membawanya lebih dekat ke Bumi.

Untuk menjawab poin terakhir Anda, semua bulan lainnya menyebabkan pasang surutnya planet induknya dan menjauh darinya, tetapi efeknya jauh lebih kecil karena perbedaan ukuran yang lebih besar. Sistem Bumi / Bulan adalah unik di Tata Surya karena rasio ukuran tubuh relatif dekat satu sama lain.

— ChrisF
sumber

Sistem planet / bulan lainnya yang juga memiliki properti ini sekalipun. Bulan-bulan perlahan berputar ke luar.

— Rory Alsop

Saya masih belum mengerti seberapa cepat Bulan akan menurunkan orbitnya, dari apa yang saya ingat, semakin cepat tubuh bergerak, semakin jauh jaraknya ...

— Danubian Sailor

@ ŁukaszLech Itu kesalahpahaman, kuadrat dari periode orbital sama dengan kubus dari jarak rata-rata ( hukum ke-3 Kepler ), tetapi karena ukuran orbit hanya berskala linier dengan jarak, kecepatannya berskala r ^ (- 1 / 2), yaitu berkurang dengan jarak.

— Guillochon

Contoh: Pada 150 mil ke atas, kecepatan orbit 17000mph. Pada 22000 mil ke atas, hanya 7000mph.

— Rory Alsop

Menarik. Tetapi ketika tubuh melambat, gaya sentrifugal berkurang, oleh karena itu tidak lagi mampu menandingi gravitasi, dan tubuh jatuh? Inilah yang terjadi pada satelit orbit rendah?

— Danubian Sailor