domenica 21 luglio 2013

Le gobbe della marea (no, Andreotti stavolta non c'entra)

L'altro ieri un'amica mi ha posto una domanda molto interessante: da cosa è provocata la seconda gobba di marea?

Tutti sappiamo che le maree sono provocate dalla Luna (va bene, c'è anche un'influenza del Sole, ma per quanto riguarda il problema di cui parleremo oggi l'influenza solare è limitata, quindi limitiamoci alla Luna).

Tutti (o quasi) capiamo perché la marea è forte in direzione della Luna (prima gobba), mentre pochi (molto pochi) capiscono cosa provochi la marea in direzione opposta alla Luna (seconda gobba).

Il problema è dovuto al nostro pensare alla Luna che ruota intorno alla Terra.
Ma la Luna NON ruota intorno alla Terra. È il sistema Terra-Luna a ruotare intorno al centro di massa del sistema Terra-Luna stesso.
Il centro di massa del sistema Terra-Luna si trova a circa 4700 km dal centro della Terra in direzione Luna (cioè circa 1700 km sotto la superficie terrestre, ma comunque sulla linea virtuale che unisce il centro della Terra a quello della Luna).

Ora, chiarito ciò, diventa semplice spiegare le gobbe di marea.

La prima, in direzione della Luna, è chiara senza grossi problemi: viene spiegata dall'attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna.
Ma la seconda? Quella in direzione opposta alla Luna? Bene, se - come generalmente si pensa - la Luna girasse intorno alla Terra, cioè intorno al centro della Terra, non ci sarebbe nessuna seconda gobba.
Ma la Luna, anzi il sistema Terra-Luna, gira intorno al centro di massa del sistema stesso... e questo porta al fatto che la superficie della Terra (anche se volessimo ipotizzare la Terra come una sfera perfetta, cosa che non è) non ha una distanza costante da detto centro di massa.
La superficie della Terra è più vicina al centro di massa di cui sopra in direzione Luna e più lontana in  direzione opposta.

Ciò significa che sulla superficie della Terra le forze agenti sono differenti a seconda della distanza di detta superficie dal citato centro di massa.
Mentre in direzione della Luna la maggiore influenza è dovuta all'attrazione gravitazionale della Luna stessa, nella direzione opposta "vince" la forza centrifuga, che è più forte quanto più ci si allontana dal centro di rotazione (alias centro di massa)... e quindi la forza centrifuga - essendo più forte in direzione opposta alla Luna - provoca la seconda gobba di marea, cioè la marea in direzione opposta alla Luna.

Se la Luna girasse veramente intorno alla Terra, cioè intorno al centro della Terra, tutto ciò non succederebbe, perché la forza centrifuga sarebbe uguale su ogni punto della superficie terrestre, quindi gli unici effetti di marea sarebbero dovuti all'interazione gravitazionale tra Terra e Luna.

Saluti,

Mauro.

8 commenti:

  1. Vorrei proprio sapere chi è la tonna che ti ha fatto quella domanda. :-)

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  2. Piacerebbe saperlo anche a me :-)

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  3. Una persona stupida o come dite "tonna" non si pone il problema, preferisce restare nella sua beata ignoranza. Chi ha posto questa domanda è da apprezzare perché qualcosa ha studiato ma non capisce perché manca una informazione non banale alle sue conoscenze. Capisce che ha una lacuna e vuole riempirla. Quindi tutto potete dire meno che sia una "tonna". Voi che cercate la pagliuzza nell'occhio degli altri ed ignorate la trave nel vostro occhio.

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  4. Aniello... la "tonna" in questione è Serena stessa... hai frainteso le nostre battute :-)

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  5. Confermo Aniello. Non per niente, avevo messo la faccina sorridente alla fine della frase. :-) Ma ti ringrazio per aver preso le mie difese. :-)

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  6. Bravo! Non sapevo nemmeno io della forza centrifuga* come origine della seconda gobba.

    Domanda aggiuntiva: le due gobbe sono alte uguali o sono diverse?

    *termine odiato da molti fisici perché è una forza apparente

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  7. Verrò severamente fustigata, ma provo a rispondere io. Secondo me, non possono essere uguali, semplicemente perchè l'attrazione gravitazionale della Luna e la forza centrifuga dovrebbero essere uguali e, statisticamente, non credo sia molto probabile. Anche se, comunque, possibile. Ora devo solo aspettare le frustate.

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  8. Allora, sulla dimensione delle due gobbe non ho né fatto i conti né cercato i valori in rete... però a occhio direi che quella in direzione della luna dovrebbe essere più alta.

    Perché?

    Perché sulla superficie volta alla luna le due forze lavorano nella stessa direzione, mentre sulla superficie opposta lavorano in direzioni opposte.
    E la forza centrifuga (che come dice giustamente Turz è una forza apparente "prodotta" dalla contrapposizione tra il principio di inerzia e la rotazione di un corpo, magari un giorno spiegherò anche questo ;-) ) non è forte come l'attrazione gravitazionale.

    Cara Serena, le frustate le meriteresti per il termine "statisticamente", il resto è perdonabile :-P

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