Spørg Fagfolket: Hvordan 'skubber' Månen til havene på den modsatte side af Jorden?

Illustration: Peter Hermes Furian/Bigstock

Tilbage i 2017 svarede postdoc - senere lektor - Kjartan Kinch fra Niels Bohr Institutet, på et spørgsmål her i brevkassen om, hvorfor Månen altid vender samme side til os.

Der kom et opfølgende spørgsmål fra Peter Fabian Eriksen, som vi nu også har fået sendt til Kjartan.

Spørgsmålet lyder: Tak for det fine svar om, hvorfor Månen altid vender den samme side til Jorden, men jeg forstår ikke, hvorfor der sker en 'frastødning' af vand i havene på den modsatte side af Jorden, som skitseret på illustrationen?

Og er Månens tiltrækning på Jorden så også skyld i den geotermiske energi centralt i Jorden?

Kjartan Kinch svarer:

Månen roterer ikke om Jordens centrum, men Månen og Jorden roterer begge om deres fælles tyngdepunkt, som ligger inde i Jorden omkring 25 procent af vejen fra Jordens overflade og ind mod centrum.

Så når man kigger i et roterende koordinatsystem, oplever Jorden både en tyngdekrafttiltrækning fra Månen (indad mod Månen) og en centrifugalkraft pga. rotationen (rettet væk fra det fælles tyngdepunkt).

I Jordens centrum balancerer de to kræfter præcist, men på overfladen, der vender ind mod Månen, er der en samlet kraft op mod Månen, fordi begge bidrag trækker i samme retning.

På overfladen, der vender væk fra Månen, er centrifugalkraften større end tyngdetiltrækningen, så der er en samlet kraft udad.

Centrifugalkraften er på spil

Nu er der ingen af disse kræfter, der er stærke nok til at overvinde Jordens eget tyngdefelt, men de vil tendere mod at trække Jorden ud i en let aflang form.

Jordens egen rotation gør så, at den akse, som tidevandskræfterne forsøger at strække Jorden ud langs, hele tiden flytter sig. Den resulterende deformation bliver ganske begrænset for den faste Jords vedkommende. Vandet reagerer hurtigere, og vi oplever derfor tidevandet.

På den side af Jorden, der vender væk fra Månen, kan du tænke på det, som at vandet bliver slynget udad af centrifugalkraften, der skyldes Jordens og Månens fælles rotation.

Det er sandt, at tidevandskræfterne afsætter varme inde i Jorden, men det er et ubetydeligt bidrag til Jordens indre varme, som primært skyldes dels varme, der er til overs fra Jordens dannelse, og dels henfald af langlivede radioaktive isotoper (primært Uran og Thorium) i Jordens indre.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Skal det forstås sådan, at Kjartan Kinch mener, at hvis jorden og månen IKKE roterede om deres fælles tyngdepunkt ( men i stedet f.eks. blev holdt fast i en afstand af 340.000 km af en MEGET stærk stang) så ville der ikke være tidevandsbølger på jorden, og månen ville ikke trækkes oval?

Nu spørger jeg bare lige til en start.

  • 0
  • 17

Skal det forstås sådan, at Kjartan Kinch mener, at hvis jorden og månen IKKE roterede om deres fælles tyngdepunkt ( men i stedet f.eks. blev holdt fast i en afstand af 340.000 km af en MEGET stærk stang) så ville der ikke være tidevandsbølger på jorden, og månen ville ikke trækkes oval?

Begge legemer ville blive trukket lidt aflange, da kraften mellem dem afhænger af afstanden.

Hvis Jorden stadig roterede om sig selv, ville der blive tidevand, men måske kun en gang i døgnet.

En anden måde at se tidevandskræfterne på er at sige, at i Jordens midte vil du ikke mærke noget træk fra Månen (som en person i rumstationen, der ikke mærker Jordens træk). Da kraften pr kg er Gxm/r^2 vil forskellen mod og bort fra Månen bliveGxm/(r-+Rj)^2- Gxm/r^2 , Rj er Jordens radius. Det kan kaldes et træk og et skub for de to sider af Jorden.

  • 4
  • 9

Det er ikke centrifugalkraften der er forklaringen på at der er vand på den modsatte side af jorden.

Årsagen til at der er mere vand på bagsiden af jorden, er at centrum af jorden påvirkes med en større kraft mod månen - da centrum er tættere på månen. Vandet på bagsiden af jorden påvirkes mindre af månen - da dette vand er længere væk fra månen. Man kan sige at jordens centrum akselererer hurtigere hen mod månen, end vandet på bagsiden af jorden - dermed stiger vandniveauet på bagsiden af jorden.

  • 4
  • 13

Der skal vel også være et kugleleje så månens omløbshastighed bliver korrekt?

Det er fandme tungt at lave et tankeekperiment. Alt skal åbenbart pindes ud til mindste detalje, sågar hvordan man kunne få legemerne til at have en egenrotation også udover en original bunden rotation (altid samme side mod hinanden). Og tænk hvis deres rotationsakse ikke er vinkelret på aksen mellem legemerne. Selvom man får lavet stangen og lejerne, så er der jo alle muligheder for rotationer af hele systemet og de enkelte legemer, som der så kan spørges om.

Med en stang og lejer kan man jo have alle mulige rotationer af systemet og de enkelte legemer uafhængigt af hvordan newtons love og tyngdekraften arbejder på frie legemer.

Stakkels Jens Olsen, han kan blive fanget i en uendelig tråd om bittesmå detaljer, som det kan ske med klima, selvom problemet er noget man kan regne eksakt på. Ok, det bliver mere kompliceret når legemerne ikke er kugleformede.

  • 5
  • 6

Dit spørgsmål giver generelt ikke nogen mening, da ethvert svar vil være så meningsløst som ovenstående, eller kræve at vi tager fysikkens love og smider dem ud af vinduet.

Du kan sammen med de 6 der giver dig finger op tage dummepeteehatten på. I fatter åbenbart slet ikke meningenn med spørgsmålet, (eller hvad et tankeeksperiment er).

Jeg gider ikke forklare jer det. I er for langt bagud på point allerede fra starten.

  • 2
  • 13

Det ser åbenlyst ud som om at tidevandet styres af månen. Det kan imidlertid ikke være tilfældet, idet solens tyngdekraft indvirker langt større på jorden end månens tyngdekraft. At månen er langt tættere på, er da ligegyldigt, det må da være kræfternes størrelse der har betydning.

  • 0
  • 15

At månen er langt tættere på, er da ligegyldigt, det må da være kræfternes størrelse der har betydning.

Igen igen. Det er ikke tyngdekræfternes absolutte størrelse der har betydning, men deres variation hen over Jordens diameter. Solen er meget større og har en større kraft på Jorden end Månen har, men fordi Solen er så langt væk vil dens tyngdekraft variere meget lidt fra forside til bagside.

Se #2 nederst i indlægget.

Hvis Månen var 12000km fra Jordens centrum ville forskellen i trækket på forsiden og bagsiden være hhv. GM/6000^2 og GM/18000^2 og i centrum GM/12000^2, hvis GM (tyngdekonstant og månemasse) regnes i km^3/s^2. GM for månen er 4900km^3/s^2. For Jorden er GM 400.000, Solens GM er 1,33e11.

(For nemheds skyld regner jeg jordens radius for 6000km)

Som en ekstraopgave kan man regne på hvornår løse genstande på månens overflade begynder at svæve på grund af jordens træk.

  • 2
  • 2

Det som skaber tidevand er forskellen på tyngdekraften nærmest og fjernest sol eller måne, ikke kraftens størrelse. Jo nærmere sol/måne er, jo større forskel. Månen er meget nærmere end solen og derfor er dens tidevandseffekt større end solens.

  • 2
  • 0

John, er 400^2 mere eller mindre end 27 mio.?

Jeg facepalmer også over denne tråd. De personer, der har mest styr på fysikken, får flest nedadvendte tommelfingre.

  • 2
  • 0

Hvor har jeg ofte fået et godt grin, når du har kloget dig udi himmelmekanik, Svend.

Jeg ved ikke hvad der får dig til at grine, men hvis du mener nogle forklaringer er forkerte, kan du som det mindste komme med nogle beregninger som viser at det må være anderledes.

Jeg har endda givet størrelsen GM, også benævnt my, for de himmellegemer vi taler om. Newton/kg=GM/r^2, GM kan findes for hele solsystemets legemer.

  • 2
  • 4

Jeg ved ikke hvad der får dig til at grine, men hvis du mener nogle forklaringer er forkerte, kan du som det mindste komme med nogle beregninger som viser at det må være anderledes.

Jeg har endda givet størrelsen GM, også benævnt my, for de himmellegemer vi taler om. Newton/kg=GM/r^2, GM kan findes for hele solsystemets legemer.

Du glemmer bare, at tyngdekraften som følge af jordens diameter ikke er ens på begge sider, og den differens bliver større, jo tættere et objekt er på jorden, så man ender med en god tilnærmelse med et fald på 3. potens af afstanden og ikke den 2. potens, som tyngdekraften i sig selv giver anledning til, så John har ret. Her er hele matematikken https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_force i afsnittet "Formulation".

  • 2
  • 4

Der er mange ting man kan skændes om.

Feks kan man være skændes om forskellen på pligtetik og utilitarisme, og ikke mindst hvad man bekender sig til.

Men skændes om tidevandskræfter?

Ikke at jeg på nogen kunne tro det skyldes manglende indsigt, men Wikipedia har en god artikel.

  • 0
  • 0

Det, som du kalder et udmærket svar, er rent goddag-mand-økseskaft.

Hans svar er jo blot en bekræftelse af den påstand, som han forsøger at tilbagevise.

  • 1
  • 0

Henrik - vil du så også læse det udmærkede indlæg fra Kanstrup - lige efter dit - og så istemme dig koret af selv-grinere?

Jeg er helt enig med Kanstrup. Jeg svarer på forholdet mellem solens og månens tyngdekraft på jorden og ikke på de respektive kræfters indflydelse på tidevandet. Det er som nævnt godt beskrevet i #22 og #29.

Svend skrev i #22 med min fremhævelse:

Solen er meget større og har en større kraft på Jorden end Månen har, men fordi Solen er så langt væk vil dens tyngdekraft variere meget lidt fra forside til bagside.

John svarede mht. kraftens størrelse i #26:

Hvis dét var rigtigt, ville Månen ikke være i kredsløb om Jorden.

Johns svar er forkert, og månen kredser udmærket om jorden, selv om solens tyngdekraft ved jorden er ca 180 gange større end månens.

(Jeg har givet Kanstrup en thumbs-up, og jeg forstår ikke hvem, der har givet ham en thumbs-down)

  • 3
  • 0

Forklaringen vedrørende thumbs down til Kanstrup finder du vel i dit eget citat af, hvad Ferdinandsen har skrevet.

Ferdinandsen skriver jo netop, at det ikke er kraftens absolutte størrelse, men derimod forskellen mellem kræfternepå de to sider af jordkloden, der har indflydelse på tidevandet.

Det forsøger Kanstrup så at modsige med et indlæg, hvor han hævder, at Ferdinandsen har overset, at kræfterne er forskellige på de to sider af jordkloden.

Så jeg gentager: Det er rent goddag-mand-økseskaft, og det fortjener alle de nedadvendte tommelfingre, det kan få. (Ikke fra mig. Jeg har besluttet mig til at være tommelfinger-observatør i denne tråd.)

  • 4
  • 1

Det forsøger Kanstrup så at modsige med et indlæg, hvor han hævder, at Ferdinandsen har overset, at kræfterne er forskellige på de to sider af jordkloden.

Det skyldes en fejlkonklusion. Jeg gad ikke læse længere tilbage i tråden end John's indlæg #31 med linken, som jeg var enig i, og da John så i det efterfølgende indlæg #32 går imod Svend, fik han mig til at tro, at Svend havde misforstået noget. Læser jeg imidlertid længere tilbage end #31, kan jeg godt se, at det havde han alligevel ikke, så undskyld til Svend.

  • 5
  • 4

Til # 49: Jeg tror, at du i det citerede spørgsmål skal forstå “tidevandsbølge” som en eller flere stationære hævninger af vandoverfladen.

Så med andre ord: Hvis jorden og månen sammen driver gennem det tomme rum uden rotation og uden tyngdepåvirkning fra andre himmellegemer, og de indbyrdes er forbundet med en stang for at undgå, at de falder ind mod hinanden, hvad vil der så ske med havniveauet på den side af jorden, der vender væk fra månen?

  • 1
  • 0

Til # 50:

Først og fremmest er svaret på dit spørgsmål allerede givet her i tråden, og du kan selv regne det efter, hvis du vil.

Dernæst vil enhver, der kender til tidevandets variationer hen over måneden og dagen kunne se, at hovedvariationen følger månens position.

Solens position (set fra jorden) viser sig kun i form af en mindre forstærkning af tidevandsforskellen, når jord, sol og måne ligger på linie. Det er det fænomen, der kaldes springflod.

(Og når sol og måne er forskudt cirka 90 grader set fra jorden, har vi en tilsvarende dæmpning af tidevandsforskellen, også kaldet nipflod.)

  • 5
  • 0

Hvis jorden og månen blot hænger ubevægelige i det tomme rum vil der ikke være noget tidevand. Tidevand vil kræve at jorden har en egenrotation (og det har ikke noget med centrifugalkraft at gøre).

Jeg forudsætte I tankeksperiment blot at jord og måne ikke roterede om deres fælles tyngdepunkt. Jeg skrev absolut intet om, at de ikke fortsat kunne rotere om egen akse, sådan som det sker idag.

Og ja pointen er naturligvis, at spørgsmålet om tidevand besvares fuldstændigt forkert I artiklen.

  • 0
  • 2

ved navn galileo Galilei udtalte noget i retning af, at man var skør, hvis man troede at det var Månen der skabte tidevandet. Ok han forestillede sig også at Jorden var rund.

  • 0
  • 6

Vi er vist blevet enige om at tidevand (fra Måne eller Sol) skyldes deres tyngdekrafts variation hen over jordens diameter. Du trækker deres tyngdekraft i centrum fra den virkelige kraft.

Men hvor højt bliver tidevandet, hvis hele jordens overflade var flydende?

Jeg har kun fundet to metoder til udregningen, men nogle kan måske gøre det smartere?

Den ene er at sige at overfladen står vinkelret på kraften der påvirker overfladen, og så integrere over 90 grader. Det kræver nogle vektorer som dog er tilnærmet enkle.

Den anden går ud på ækvipotentialfladens hævning når feks. Månen tilføjes. Potentialet er -G(Mj/Rj + Mm/Rm). Rj, Rm er afstand til jordens centrum og månens centrum fra et punkt på overfladen, tilsvarende for masserne Mj og Mm, denne metode kræver ingen vektorer.

Som kontrol fik jeg næsten samme højde ved begge metoder.

  • 1
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten