Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли?

Природа приливов и отливов в морях и океанах связана с гравитационным взаимодействием между Землёй, Луной и, в меньшей степени, Солнцем. Чтобы понять, что вызывает приливы и отливы, важно подробно рассмотреть действие силы тяготения и её влияние на водные массы планеты.

1. Гравитационное взаимодействие Луны и Земли Луна, как крупное небесное тело, оказывает силу притяжения на Землю. Согласно закону всемирного тяготения, сила F между двумя телами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: $$ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}, $$ где $ F $ — сила гравитации, $ G $ — гравитационная постоянная, $ m_1 $ и $ m_2 $ — массы взаимодействующих тел (в данном случае Луны и Земли), $ r $ — расстояние между этими телами.

Сила притяжения Луны действует на всю Землю, но её значение меняется в зависимости от расстояния до Луны. На той стороне Земли, которая ближе к Луне, сила притяжения больше, чем на противоположной, более удалённой стороне.

1. Образование приливного горба
   Из−за разницы в силе притяжения между ближней и дальней сторонами Земли возникает так называемая приливная сила. Эта сила деформирует водную оболочку Земли, вытягивая её в направлении Луны. В результате на стороне Земли, обращённой к Луне, образуется приливной горб — область, где уровень воды выше среднего.

2. Противоположный приливной горб
   Интересно, что второй приливной горб образуется на противоположной стороне Земли. Это связано с центробежной силой, возникающей из−за вращения Земли и Луны вокруг общего центра масс. Удалённая сторона Земли испытывает меньшее притяжение Луны, и вода как бы "отрывается" от поверхности, создавая второй горб.

3. Влияние вращения Земли
   Земля вращается вокруг своей оси, и эта динамика приводит к тому, что приливные горбы "движутся" вслед за Луной. На каждой точке Земли в среднем дважды в сутки происходит прилив (повышение уровня воды) и дважды — отлив (понижение уровня воды).

4. Роль Солнца в приливах и отливах
   Солнце также оказывает гравитационное влияние на Землю, хотя его сила притяжения меньше, чем у Луны, из−за большого расстояния. Когда Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии (во время новолуния и полнолуния), их гравитационные силы складываются, создавая так называемые сизигийные приливы — самые сильные приливы. Когда же Луна и Солнце образуют угол 90° относительно Земли (в первой и последней четвертях луны), их силы частично компенсируют друг друга, и приливы становятся минимальными — квадратурные приливы.

5. Сила приливного трения и её последствия
   Приливы также создают трение, замедляющее вращение Земли. Это приводит к постепенному увеличению продолжительности суток. В то же время, из−за приливного взаимодействия Луна постепенно удаляется от Земли.

Рассмотрение всех этих факторов позволяет понять, что основная причина приливов и отливов — это гравитационные силы, действующие между Землёй, Луной и Солнцем, а также сложное взаимодействие этих небесных тел.