Zwaartekracht, de maan, en getijde(energie)

[RemcoDelft]

Tot 2 dagen geleden dacht ik dat getijde in oceanen draaide op energie afkomstig uit de rotatie van de maan. Hierna kwam ik er achter dat, hoewel de zwaartekracht van de maan de oorzaak is, dit niet de energiebron is! De energie benodigd voor het 2-keer-per-dag veroorzaken van eb en vloed komt van de kinetische energie van de aardrotatie! Dit leidt er toe dat de aarde langzamer gaat draaien, de dagen langer worden, en de maanden korter. Dit houdt pas op als een dag even lang duurt als een maand. Alleen tegen die tijd heeft de zon allang supernova gedaan, dus het zal nooit zo ver komen. Wel heeft het een (kleine) invloed op de lengte van een dag, die neemt langzaam toe.
De oorzaak hiervan: het water ligt als een soort grote "blob" om de aarde, en die "blob" bevindt zich continu een beetje in de richting van de maan. De aarde draait, en de "blob" schuift dus continu op richting maan, m.a.w.: de aarde ondervindt wrijving! En daardoor remt de aardrotatie af.

Ik verdiepte me hier in omdat ik me afvroeg wat het totaal potentieel van getijde-energiecentrales zou zijn. Als we het totale aardse energieverbruik (400 EJ/a) uit de rotatieenergie van de maan zouden willen halen, kunnen we 100 miljoen jaar vooruit. Niet echt duurzaam dus.
Maar de energie komt niet uit de maan, maar uit de aardrotatie. Een berekening hiervan heb ik even achterwege gelaten, maar het toont wel aan dat het onmogelijk zou zijn al onze energiebehoefte uit getije-energie te halen, simpelweg omdat 100 miljoen jaar niet genoeg is voor het bereiken van "1 maand = 1 dag". Daarbij zal de invloed van het op grote schaal aftappen van getijde-energie ongetwijfeld hele grote effecten op het milieu gaan hebben, hoewel daar nu nog niet over wordt gesproken omdat het allemaal nog kleinschalig is (voornamelijk proefcentrales).


Dan rest me nog de vraag (die mijn vader me stelde): waarom is er 2 keer per dag eb en vloed, en niet gewoon 1 keer per dag, namelijk vloed op het punt het dichtst bij de maan?
Een plaatje (niet helemaal correct omdat het plaatje over springtij gaat, maar het idee is hetzelfde):

Hier is te zien dat er op het punt het verst van de maan ook vloed is! De verklaring die ik hierbij vond is deze:

It is not the gravitational force that is doing it, but the change in the gravitational force across the body of the Earth. If you were to plot the pattern of the Moon's 'tidal' gravitational force added to the Earth's own gravitational force, at the Earth's surface, you would be able to resolve the force vectors at different latitudes and longitudes into a radial component directed towards the Earth's center, and a component tangential to the Earth's surface. On the side nearest the moon, the 'differential' gravitational force is directed toward the Moon showing that for particles on the Earth's surface, they are being tugged slightly towards the Moon because the force of the Moon is slightly stronger at the Earth's surface than at the Earth's center which is an additional 6300 kilometers from the Moon. On the far side of the Earth, the Moon is tugging on the center of the Earth slightly stronger than it is on the far surface, so the resultant force vector is directed away from the Earth's center.
bron: [ur=http://home.hiwaay.net/~krcool/Astro/moon/moontides/]The Moon And Tides[/url]

Maar ik ben niet overtuigd dat dit volledig verklaard dat het eb/vloed-verschil 2 keer per dag even hoog is!

[Confusion]

Is het water niet gewoon in een resonante toestand met de rest van de bewegingen van maan en aarde? (En heeft die eigenbeweging ongeveer de dubbele frequentie van de aardrotatie?)

Overigens vind ik het erg dubieus om 100 miljoen jaar als 'niet duurzaam' te bestempelen. Alles dat over een periode van pakweg 10000 jaar geen effectief verschil geeft, lijkt mij duurzaam genoeg om voorlopig als energiebron gebruikt te kunnen worden. Iets is pas 'onduurzaam' als het gebruik ervan nadelige gevolgen heeft en snel meer nadelige gevolgen zal hebben.

[ Voor 72% gewijzigd door Confusion op 22-11-2007 10:28 ]

[0rbit]

RemcoDelft schreef op donderdag 22 november 2007 @ 09:13:
Dan rest me nog de vraag (die mijn vader me stelde): waarom is er 2 keer per dag eb en vloed, en niet gewoon 1 keer per dag, namelijk vloed op het punt het dichtst bij de maan?

http://science.howstuffworks.com/question72.htm

[RemcoDelft]

Mr_Atheist schreef op donderdag 22 november 2007 @ 09:44:
[...]
http://science.howstuffworks.com/question72.htm

The bulge on the side of the Earth opposite the moon is caused by the moon "pulling the Earth away" from the water on that side.

Dit klinkt wel heel dubieus... waarom zou de maan de aarde wel wegtrekken, en het water niet?

[Semyon]

RemcoDelft schreef op donderdag 22 november 2007 @ 09:54:


Dit klinkt wel heel dubieus... waarom zou de maan de aarde wel wegtrekken, en het water niet?

Laten we voor het gemak het water in 3 gedeeltes in delen. Dichts bij de maan, midden, en verst van de maan verwijderd.
Het gedeelte dichtst bij de maan valt het snelst naar de maan en vormt dus een bobbel. Het gedeelte verst van de maan val het traagst en dus trager dan het midden gedeelte. Het midden gedeelte valt dus sneller en trekt wat uit het verste weg. Hier blijft dus ook een bobbel over/achter.

Het komt er eigenlijk opneer dat de maan van het water rond de aarde een ovaal trekt. Met een cirkel van de aarde krijg je dan twee vloedgolven.

[Verwijderd]

Vergeet hierbij ook niet dat de maan er met een rotgang vandoor aan het gaan is, 2 cm/eeuw ongeveer geloof ik.

De wrijving zal dus steeds minder en minder worden.

[Rey Nemaattori]

Verwijderd schreef op donderdag 22 november 2007 @ 10:50:
Vergeet hierbij ook niet dat de maan er met een rotgang vandoor aan het gaan is, 2 cm/eeuw ongeveer geloof ik.

De wrijving zal dus steeds minder en minder worden.

Nouja, rotgang...da's 90.000.000cm in de afgelopen 4,5 miljard jaar, oftewel 900km(aannemende dat 't lineair gaat) tegen de tijd dat 't echt verschil gaat maken is de zon al een witte dwerg....

[Verwijderd]

He he he, ik had ook een moeten gebruiken

[Verwijderd]

RemcoDelft schreef op donderdag 22 november 2007 @ 09:13:
Dan rest me nog de vraag (die mijn vader me stelde): waarom is er 2 keer per dag eb en vloed, en niet gewoon 1 keer per dag, namelijk vloed op het punt het dichtst bij de maan?
Een plaatje (niet helemaal correct omdat het plaatje over springtij gaat, maar het idee is hetzelfde):

Dit is het makkelijkst uit te leggen aan de hand van de getijde werking die veroorzaakt wordt door de zon. (De getijdenwerking van de zon is trouwens ongeveer even groot als die van de maan! dit is niet geheel ongerelateerd aan het feit dat zon en maan even groot lijken aan de hemel)

De baan die het (middenpunt) van de aarde om de zon maakt is de baan waarbij de aantrekkings kracht van de zon en de middelpunt vliedende kracht veroorzaakt door het impulsmoment van de aarde om de zon precies in balans is. Deze balans geldt echter alleen precies in het middelpunt van de aarde. Als je dit middelpunt verlaat ontstaat er verstoring van deze balans. Stel je staat op de kant van de aarde die het dichtst bij de zon is. Je bent dan dichter bij de zon dus is de aantrekkingskracht van de zon groter. Je zit echt ook in een kleinere baan om de zon met de zelfde hoeksnelheid als het middelpunt van de aarde dit heeft het tegen over gestelde effect. omdat de twee effecten anders schalen (de aantrekkings kracht gaat met het kwadraat tot afstand tot de zon en centrifugale kracht is linear in die zelfde afstand) wint de het effect van aantrekkingskracht. (dit vergt wat algebra maar is niet zo moeilijk.) Dus is er netto kracht die op jouw werkt in de richting van de zon. De andere kant op werkt het precies andersom (de aantrekkings kracht en centrifugaal kracht worden kleiner.) Echter nu wint de centifugaal kracht en is er een netto kracht van de zon af. Indien de straal van de aarde klein is ten opzichte van de afstand tot de zon (wat zo is) zijn beide krachten even groot en van de aarde afgericht. Je heb dus twee getijden pieken. Per etmaal kom je ze allebei tegen.

Voor de maan werkt het eigenlijk precies zo.

edit: -Nog wat kleine dingentjes. Die aantrekkings kracht die het water op aarde op de maan heeft koppelt de getijden energie ook aan het baan moment van de maan. Er wordt dus aan zowel het baan moment van de maan als het rotatie moment van de aarde energie ontrokken.

- Door de getijden werking van de zon, zal op den duur ook jaar en dag even lang worden. (dan zijn jaar dag en maand even lang, hoewel ook mogelijk is dat we ergens in een resonantie dal blijven steken, zoals de rotatie van mercurius. (3 dagen in 2 omlopen?))

- De zon is te klein om ooit supernova te gaan. De zon gaat op z'n best gewoon nova.

[ Voor 12% gewijzigd door Verwijderd op 22-11-2007 11:51 ]

[Confusion]

Als de maan en zon op een lijn staan, zou je met dat soort verklaringen verwachten dat er maar 1 eb en vloed zijn op de dagen rondom die gebeurtenis. Dat is echter niet zo; je moet ook voortdurend de traagheid in de al bestaande beweging van het water meenemen. Volgens mij kan je het niet verklaren zonder na te gaan hoe het vanuit 'silstand' tot een stabiele situatie zou kunnen evolueren.

Waarom de maan om haar as draait in dezelfde tijd als waarin zij om de aarde draait, is ook niet te verklaren zonder rekening te houden met de evolutie van het aarde-maan systeem.

[Verwijderd]

Confusion schreef op donderdag 22 november 2007 @ 11:56:
Als de maan en zon op een lijn staan, zou je met dat soort verklaringen verwachten dat er maar 1 eb en vloed zijn op de dagen rondom die gebeurtenis. Dat is echter niet zo; je moet ook voortdurend de traagheid in de al bestaande beweging van het water meenemen. Volgens mij kan je het niet verklaren zonder na te gaan hoe het vanuit 'silstand' tot een stabiele situatie zou kunnen evolueren.

Waarom de maan om haar as draait in dezelfde tijd als waarin zij om de aarde draait, is ook niet te verklaren zonder rekening te houden met de evolutie van het aarde-maan systeem.

is dit een reactie op mijn verhaal?

[Confusion]

Verwijderd schreef op donderdag 22 november 2007 @ 12:11:
is dit een reactie op mijn verhaal?

Ja; even kort door de bocht: de maan maakt dan toch van een +1, -1 een +2, 0?

[Verwijderd]

Confusion schreef op donderdag 22 november 2007 @ 12:25:
[...]

Ja; even kort door de bocht: de maan maakt dan toch van een +1, -1 een +2, 0?

Nee ook de maan veroorzaakt twee hobbels (dit is moeilijker te zien op puur intuitief niveau, maar als je gaat rekenen is dit duidelijk). Dus de maan maakt van +1,1 een +2,-2 (als ik je termen goed begrijp)

[RemcoDelft]

Verwijderd schreef op donderdag 22 november 2007 @ 11:42:
[...]
Dit is het makkelijkst uit te leggen aan de hand van de getijde werking die veroorzaakt wordt door de zon. (De getijdenwerking van de zon is trouwens ongeveer even groot als die van de maan! dit is niet geheel ongerelateerd aan het feit dat zon en maan even groot lijken aan de hemel)

De aantrekkingskracht van de zon is 46% van die van de maan (hier op aarde gevoeld), de getijdewerking is dus een stukje kleiner. Logisch ook, anders zou "springtij" een verdubbeling van het eb/vloed-verschil betekenen.

edit: -Nog wat kleine dingentjes. Die aantrekkings kracht die het water op aarde op de maan heeft koppelt de getijden energie ook aan het baan moment van de maan. Er wordt dus aan zowel het baan moment van de maan als het rotatie moment van de aarde energie ontrokken.

Voor zover ik weet is dit niet waar. De maan komt steeds verder van de aarde te staan, hiervoor moet de omloopsnelheid toenemen. En dat is dan weer te verklaren door de uitstekende "blob water" op aarde die door de rotatie van de aarde de maan als het ware "voortrekt".

[ Voor 31% gewijzigd door RemcoDelft op 22-11-2007 12:51 ]

[Verwijderd]

Confusion schreef op donderdag 22 november 2007 @ 11:56:

Waarom de maan om haar as draait in dezelfde tijd als waarin zij om de aarde draait, is ook niet te verklaren zonder rekening te houden met de evolutie van het aarde-maan systeem.

Dit is niet in overeenkomst met de eenvoudige mechanica die er aan ten grondslag ligt. Het zelfde principe wordt gebruik c.q. kan gebruikt worden voor stabilisatie van communicatie satellieten.

Neem een bol en hang er een lange dunne staart aan. De staart, als het in de richting van de aarde wijst is de staart gemiddeld dichter bij de aarde da de satelliet zelf en dit veroorzaakt de zwaartekracht een relatie groter kracht (vergeet niet de 1/r² relatie) op de staart uit te oefenen. Als de staart van de aarde weg wijst is de trekkende kracht relatief veel minder. Het is een pendule systeem met een massa center dat niet op het geometrische center ligt.

Indien het draaien van de satelliet 100% efficiënt zou zijn zou het niet helpen als stabilisatie mechanisme maar frictie-effecten van dempers worden gebruikt om stabilisatie te veroorzaken door de slingerenergie in warmte om te zetten (zoals ook gebruikt wordt in hoge torens).

Misschien is dit met moderne satellieten niet meer nodig maar het werkt en voor een satelliet net zo goed als voor de maan. Interne bewegingen die door de "staart" veroorzaakt worden dempen een de slingerbeweging.

Het getijden effect van zon-maan heeft ook een strek-effect om eb en vloed in de aardkorst te veroorzaken. . .niet te vergeten dat de korst maar een dunne schil is en het eb en vloed effect ook op de vloeibare deel van de aarde werkt. Frictie in de aardkorst van deze bewegingen is ten dele verantwoordelijk voor de warmteontwikkeling in de aarde.

Al de samengevoegde bewegingen zorgen voor rotatiesnelheidvermindering van de aarde en als de aarde langzamer draait gaat de maan ook langzamer draaien.

Hierbij is er nog een extra effect dat het draaien van de aarde de omloopsnelheid van de maan versneld. Het draaien van de aarde veroorzaakte een tangentiële trekkracht op de maan (eerst gedineerd eerst door Ernst Mach en later door Einstein berekend vanuit de ART. . .dit effect is kennelijk van dien aard dat het ook aanwezig is als de maan en aarde perfecte symmetrische bollen zouden zijn. Het effect is echter te klein om de omloopbaan van de maan te versnellen. Het energieverlies in de aarde blijkt de aarde zodanig te vertragen dat het Mach-Effect nagenoeg geen rol speelt.

Ik hoor een klok luiden maar weet niet precies waar de klepel is. . .gezien het beweegt is het niet goed vast te stellen waar het is.

i

[Verwijderd]

RemcoDelft schreef op donderdag 22 november 2007 @ 12:48:
[...]

De aantrekkingskracht van de zon is 46% van die van de maan (hier op aarde gevoeld), de getijdewerking is dus een stukje kleiner. Logisch ook, anders zou "springtij" een verdubbeling van het eb/vloed-verschil betekenen.

Ik zei toch ook ongeveer (een factor 2 is ook weer niet zoveel)

[...]
Voor zover ik weet is dit niet waar. De maan komt steeds verder van de aarde te staan, hiervoor moet de omloopsnelheid toenemen. En dat is dan weer te verklaren door de uitstekende "blob water" op aarde die door de rotatie van de aarde de maan als het ware "voortrekt".

Was ff in de war. Was even foutief in de veronderstelling dat de hoeksnelheid van de maan door dit effect zou toenemen. (wat betekend dat de baan kleiner wordt en het impuls moment afneemt.) Maar het is inderdaad de omloopsnelheid die toeneemt waardoor het impulsmoment toe neemt (er vindt impulsmoment overdracht plaats van de aarde naar de maan.) Gek genoeg betekend dit dat de hoeksnelheid af zal nemen en dus dat ook de omlooptijd van de maan groter wordt.

[Confusion]

* Confusion bedenkt net dat wat hij hieronder schrijft flauwekul is. Die twee zwaartekrachten grijpen in verschillende zwaartekrachtsmiddelpunten aan en vormen dus samen wel degelijk een koppel.

Verwijderd schreef op donderdag 22 november 2007 @ 13:23:
[...]

Je bewijst precies mijn punt: de maan kan zijn omwentelingssnelheid alleen synchroniseren met 'het systeem' als het intern rotatieenergie in warmte om kan zetten.

Stel dat je de maan een slinger zou geven, zodat deze twee keer zo snel ging roteren. Welk koppel krachten zou de maan dan kunnen vertragen? De zwaartekracht, zowel die van de zon als die van de aarde, oefenen geen koppel uit. Frictie met de omgeving is verwaarloosbaar. Alleen vormveranderingen in de maan zelf zouden de omwentelingssnelheid kunnen doen afnemen en daar is de maan in haar huidige toestand niet toe in staat.

[ Voor 11% gewijzigd door Confusion op 23-11-2007 20:45 ]

[RemcoDelft]

Confusion schreef op vrijdag 23 november 2007 @ 20:23:
Stel dat je de maan een slinger zou geven, zodat deze twee keer zo snel ging roteren. Welk koppel krachten zou de maan dan kunnen vertragen? De zwaartekracht, zowel die van de zon als die van de aarde, oefenen geen koppel uit. Frictie met de omgeving is verwaarloosbaar. Alleen vormveranderingen in de maan zelf zouden de omwentelingssnelheid kunnen doen afnemen en daar is de maan in haar huidige toestand niet toe in staat.

Maar dat is wel wat in het verleden gebeurd is, en om die reden zien we altijd maar 1 kant van de maan vanaf de aarde.

[Confusion]

RemcoDelft schreef op zondag 25 november 2007 @ 11:45:
Maar dat is wel wat in het verleden gebeurd is, en om die reden zien we altijd maar 1 kant van de maan vanaf de aarde.

Ja, maar mijn idee was dat je dat alleen kon verklaren doordat het maan-aarde systeem vroeger door andere vergelijkingen werd geregeerd (doordat de maan een vloeibare kern had bijvoorbeeld) en ik dacht dat dat voor het eb-vloed verhaal ook van invloed zou kunnen zijn. Dat blijkt dus niet zo te zijn: als je de maan nu een slinger geeft, evolueert het systeem vanzelf weer naar de huidige toestand.

Overigens zijn dat beide ('vroeger was het systeem anders' en 'systemen kunnen een stabiele oplossing hebben waar het over de tijd heen evolueert') wel relevante argumenten tegen crackpots die denken dat het heel bijzonder is, dat de maan altijd dezelfde kant naar de aarde heeft (enerzijds sommige creationisten, anderzijds de mensen die denken dat de maan een geheime Illuminati basis ofzo is).

[mux]

Terug naar de hoofdvraag: energie onttrekken aan getijde-energie zou prima moeten kunnen, maar je hebt specifieke geologische contstructies nodig om dat op een makkelijke manier gedaan te krijgen. Je kunt bijvoorbeeld de tijvloedgolf in de haven van Shanghai gebruiken (vrij ideaal) en dergelijken.

Toch moet je voor energie-opwekking meestal kijken naar 'simpelere' en kleinschaligere systemen. De zon pompt vooralsnog meer dan genoeg stralingsenergie de aarde in en zodanig is windenergie en zonne-energie een makkelijker alternatief dan getijdenenergie. Helemaal makkelijjk is het verbranden van kolen - dit is momenteel de ideale energiebron. Ik denk dat de energiedichtheid van een getijdestroomcentrale ernstig laag is, niet bepaald makkelijk aan te leggen en bovendien lang niet overal te plaatsen/distribueren.

Zoals veel alternatieve energieën lijkt dit toch wel bestemd voor een nichemarkt: aluminiumfabrieken, eilandvoorziening, dat soort dingen... Niet voor groot structureel spul.

[Verwijderd]

ssj3gohan schreef op zondag 25 november 2007 @ 13:38:
Terug naar de hoofdvraag: energie onttrekken aan getijde-energie zou prima moeten kunnen, maar je hebt specifieke geologische contstructies nodig om dat op een makkelijke manier gedaan te krijgen. Je kunt bijvoorbeeld de tijvloedgolf in de haven van Shanghai gebruiken (vrij ideaal) en dergelijken.

Toch moet je voor energie-opwekking meestal kijken naar 'simpelere' en kleinschaligere systemen. De zon pompt vooralsnog meer dan genoeg stralingsenergie de aarde in en zodanig is windenergie en zonne-energie een makkelijker alternatief dan getijdenenergie. Helemaal makkelijjk is het verbranden van kolen - dit is momenteel de ideale energiebron. Ik denk dat de energiedichtheid van een getijdestroomcentrale ernstig laag is, niet bepaald makkelijk aan te leggen en bovendien lang niet overal te plaatsen/distribueren.

Zoals veel alternatieve energieën lijkt dit toch wel bestemd voor een nichemarkt: aluminiumfabrieken, eilandvoorziening, dat soort dingen... Niet voor groot structureel spul.

Dat het mogelijk is staat buiten kijf, gezien het feit dat dergelijk centrales al bestaan.

[mux]

Dat bestrijd ik ook niet Het gaat mij om het praktische nut... Dat vind ik interessanter dan de rest van de bovenstaande discussie

offtopic:
we zijn lekker W&L aan het volspammen hè

[Confusion]

ssj3gohan schreef op zondag 25 november 2007 @ 13:38:
De zon pompt vooralsnog meer dan genoeg stralingsenergie de aarde in en zodanig is windenergie en zonne-energie een makkelijker alternatief dan getijdenenergie.
[..]
Niet voor groot structureel spul.

Daar zijn wind- en zonne-energie ook volstrekt niet geschikt voor, aangezien het weleens windstil is en het ook weleens nacht wordt. Energiewinning uit de getijden en golfslag is een stuk betrouwbaarder.

[Verwijderd]

Confusion schreef op zondag 25 november 2007 @ 13:31:
Overigens zijn dat beide ('vroeger was het systeem anders' en 'systemen kunnen een stabiele oplossing hebben waar het over de tijd heen evolueert') wel relevante argumenten tegen crackpots die denken dat het heel bijzonder is, dat de maan altijd dezelfde kant naar de aarde heeft (enerzijds sommige creationisten, anderzijds de mensen die denken dat de maan een geheime Illuminati basis ofzo is).

Maar een nog veel sterker argument is natuurlijk het feit dat er nog meer manen zijn in ons eigen zonnestelsel die exact hetzelfde gedrag vertonen.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 09:16:
[...]

Maar een nog veel sterker argument is natuurlijk het feit dat er nog meer manen zijn in ons eigen zonnestelsel die exact hetzelfde gedrag vertonen.

Dat zou juist meer koren op de molen van creationisten zijn!

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 10:05:
[...]

Dat zou juist meer koren op de molen van creationisten zijn!

He he he, das waar, maar wat is dat niet?

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 10:07:
[...]

He he he, das waar, maar wat is dat niet?

(begint er offtopic te raken)
Maar ik heb creationisten nog niet aan de haal zien gaan met de CMB straling. Of met gammaray bursts. Ik geloof dat ze dit soort verschijnsels liever negeren dan claimen dat ze god er in zien. (Het uberhaupt erken van deze verschijnselen vereist al dat geaccepteerd wordt dat het heelal aanzienlijk ouder is dan zij denken dat die is.

[Verwijderd]

Ja precies, of het is gemaakt door God, of het bestaat niet, op zich wel eenvoudig

[Delerium]

RemcoDelft schreef op donderdag 22 november 2007 @ 09:13:
Dan rest me nog de vraag (die mijn vader me stelde): waarom is er 2 keer per dag eb en vloed, en niet gewoon 1 keer per dag, namelijk vloed op het punt het dichtst bij de maan?

Da's vrij simpel eigenlijk maar staat niet in dit topic. Het zwaartepunt van de aarde/maan systeem ligt niet in de aarde zelf maar ergens 50.000 km van de aarde af richting maan. Daar draaien beide systemen omheen. De aarde is zwaarder en ligt dan dichter bij dat punt.

De maan trekt dan idd water aan zodat je aan de maankant vloed krijgt. Aan de andere kant van de aarde (exact tegengesteld aan de maan) komt het water samen dat weggeslingerd zou moeten worden middels de draaiende krachten (het is niet middelpuntzoekende kracht meende ik). Zodoende levert dezelfde maan 2 vloedniveau's en daartussen dus 2 keer eb.

[edit]
OK, 50k km is een beetje overdreven, maar het effect blijft bestaan.

[ Voor 4% gewijzigd door Delerium op 26-11-2007 14:41 ]

[Verwijderd]

ecteinascidin schreef op maandag 26 november 2007 @ 10:30:
[...]

Da's vrij simpel eigenlijk maar staat niet in dit topic. Het zwaartepunt van de aarde/maan systeem ligt niet in de aarde zelf maar ergens 50.000 km van de aarde af richting maan. Daar draaien beide systemen omheen. De aarde is zwaarder en ligt dan dichter bij dat punt.

De maan trekt dan idd water aan zodat je aan de maankant vloed krijgt. Aan de andere kant van de aarde (exact tegengesteld aan de maan) komt het water samen dat weggeslingerd zou moeten worden middels de draaiende krachten (het is niet middelpuntzoekende kracht meende ik). Zodoende levert dezelfde maan 2 vloedniveau's en daartussen dus 2 keer eb.

Precies. Dat is in waarom ik het aarde-zon systeem aanhaalde. Daar is het voor iedereen duidelijk dat het gemeenschapelijke zwaartepunt ver van de aarde ligt (en veel groter is dan de straal van de aarde). Aangezien beide effecten aanzienlijk bijdragen aan de getijde werking maakt het niet veel uit welke systeem je beschouwt. (Ik had alleen even niet de cijfers paraat voor de locatie van het zwaartepunt van het aarde-maan systeem en in welke mate dit groot was ten opzichte van de straal van de aarde.)

[zetje01]

Ik dacht dat het zwaartepunt van het aarde-maan-systeem zich binnen de aarde bevond?

[Verwijderd]

zetje01 schreef op maandag 26 november 2007 @ 12:06:
Ik dacht dat het zwaartepunt van het aarde-maan-systeem zich binnen de aarde bevond?

Nee want dan zou het water immers niet omhoog komen toch?

[Freee!!]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 12:07:
[...]
Nee want dan zou het water immers niet omhoog komen toch?

Jawel, maar niet zo ver.

[Confusion]

Dat zwaartepunt ligt ook binnen de aardstraal. De maan staat ongeveer 30 aardstralen van de aarde, maar weegt 80 keer zo weinig. Volgens Wikipedia (de pagina over de maan) ligt het punt 1700 km. onder de aardkorst.

[ Voor 24% gewijzigd door Confusion op 26-11-2007 13:54 ]

[Verwijderd]

ecteinascidin schreef op maandag 26 november 2007 @ 10:30:
[...]

Da's vrij simpel eigenlijk maar staat niet in dit topic. Het zwaartepunt van de aarde/maan systeem ligt niet in de aarde zelf maar ergens 50.000 km van de aarde af richting maan. Daar draaien beide systemen omheen. De aarde is zwaarder en ligt dan dichter bij dat punt.

De maan trekt dan idd water aan zodat je aan de maankant vloed krijgt. Aan de andere kant van de aarde (exact tegengesteld aan de maan) komt het water samen dat weggeslingerd zou moeten worden middels de draaiende krachten (het is niet middelpuntzoekende kracht meende ik). Zodoende levert dezelfde maan 2 vloedniveau's en daartussen dus 2 keer eb.

Het effect van de draaiing van de aarde op de evenaar veroorzaakt geen naar buitengerichte kracht op het water maar de zwaartekracht wordt gedeeltelijk gebruikt om massa een inwaarts gerichte versnelling te geven. Dit reduceert het "gewicht" van een massa op elk punt waar de draaisnelheid >0 is. Dit effect is ongeveer 0,3 procent van de standaard zwaartekrachtversnelling. Het verminderen van het gewicht door middel van V²/r (centripetale versnelling) is een feit, maar dit effect is aan beide kanten van de aarde even groot en zou op zich al een permanent hoger water niveau op de evenaar veroorzaken dan voor een niet-roterende aarde. Het effect van de zwaartekracht van de maan op een massa op aarde is ongeveer 1/75 ste van het effect van de centripetale versnelling (berekeningfouten even daargelaten. . .mijn aanname is dat de maan een identieke massa dichtheid heeft als de aarde) maar dit kleine effect is wel 100% verantwoordelijk voor de getijdengolf.

Dit houdt in dat de getijdenkrachten een elliptische golf op de aarde in stand houdt boven op de permanente elliptische waterspiegel van de oceanen. Het draaien van de aarde heeft er niets mee te maken.

Daarnaast ontstaat ook in aarde zelf en getijdengolf met een ongeveer elliptische vorm omdat deze maan/zon krachten ook op de vloeibare kern en op de aardkost werken.

PS: Mijn berekening van het effect van de maan houdt in dat een man die standaard 100 kg weegt ongeveer 0,003*100/75 ==> (is 4 gram) lichter is tijden een volle maan (om 00:00 uur) en 4 gram zwaarder is tijden een nieuwe maan (om 00:00 uur). . .effect van de zon even niet meegerekend

[Delerium]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 15:07:
Het draaien van de aarde heeft er niets mee te maken.

Daarnaast ontstaat ook in aarde zelf en getijdengolf met een ongeveer elliptische vorm omdat deze maan/zon krachten ook op de vloeibare kern en op de aardkost werken.

PS: Mijn berekening van het effect van de maan houdt in dat een man die standaard 100 kg weegt ongeveer 0,003*100/75 ==> (is 4 gram) lichter is tijden een volle maan (om 00:00 uur) en 4 gram zwaarder is tijden een nieuwe maan (om 00:00 uur). . .effect van de zon even niet meegerekend

Da's dus precies mijn punt. Maar wat je verder schrijft..... slaat IMO mbt mijn post de plank mis.

[Verwijderd]

Daar zijn wind- en zonne-energie ook volstrekt niet geschikt voor, aangezien het weleens windstil is en het ook weleens nacht wordt. Energiewinning uit de getijden en golfslag is een stuk betrouwbaarder.

Wat ik me afvraag, waarom worden dingen als de -xxx-scheldekering e.d. hier niet voor gebruikt. Turbines installeren in de enorme stroming daar moet toch een hoop energie op kunnen leveren, of is het rendement te klein of gewoon in z'n geheel niet haalbaar?

[Verwijderd]

ecteinascidin schreef op maandag 26 november 2007 @ 15:58:
[...]

Da's dus precies mijn punt. Maar wat je verder schrijft..... slaat IMO mbt mijn post de plank mis.

Ik dacht dat je de draaiing van de aarde(wegslingeren van het water) als een gedeeltelijke oorzaak van de eb en vloed zag. Als je dat niet bedoelde heb ik je verkeerd begrepen. Ik was zelf trouwens verbaast dat de aantrekkingskracht van de maan op de aarde maar 0,04 % was van de normale zwaartekracht aan het oppervlak.

Ik heb trouwens nog een foutje gemaakt met de 4 gram-force(grf) gewicht verschilberekening. De 4 grf is de totale kracht van de maan op een massa van 100 kg (ongeveer op het center van de aarde). Het verschil tussen de kracht op de twee uiterst punten(volle maan vs nieuwe maan) is veel kleiner. . .aan de kant van de maan is het aardoppervlak ~6500 km dichter bij de maan en aan de andere kant is het 6500 km verder van de maan.

Mijn berekening moet ongeveer als volgt uitkomen:

Gemiddeld geeft de maan op een 100 kg massa een gewichtsvermindering van 4,3 grf aan de kant van de maan. Aan de andere kant is de gewichtsvermeerdering 3,7 grf. De getijden zijn dus het gevolg van het kleine verschil van 0,3gf extra aantrekkingskracht van de maan per 100 kg water aan de maankant en 0,3 grf minder aantrekkingskracht aan de ander kant van de aarde.

Op 100 kg is dit een krachtverschil van maar 0,003% van de aardse zwaartekracht aan het aardoppervlak. Niet te geloven dat zo'n kleine kracht zoveel effect heeft. . .maar we moeten ook weer niet vergeten dat het vloed-eb verschil op de open oceaan veel kleiner is dan het aan de meeste zeekusten, fjorden en havens is. In de open oceaan is de vloedgolf niet belemmerd bij ondiep water en op de plaatsen waar de vloedgolf sterk belemmerd wordt ontstaan, mede vanwege de stromingen die de belemmeringen veroorzaken, extra hoge vloed en extra lage eb (Bay of Fundy en o.a. in Liverpool). In de open Grote Oceaan vermoed ik dat het vloed-eb verschil hooguit 20 cm zal zijn.

[zetje01]

Confusion schreef op maandag 26 november 2007 @ 13:53:
Dat zwaartepunt ligt ook binnen de aardstraal. De maan staat ongeveer 30 aardstralen van de aarde, maar weegt 80 keer zo weinig. Volgens Wikipedia (de pagina over de maan) ligt het punt 1700 km. onder de aardkorst.

Zo even uit m'n hoofd en afgerond zou ik zeggen:
Omtrek aarde is 40 duizend. Afstand aarde maan is 400 duizend.
Dat is dus 10 aard-omtrekken.
Één omtrek is 2 x pi x r is 6 stralen.
10 omtrekken = 60 stralen...

[RemcoDelft]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 18:43:
[...]

Wat ik me afvraag, waarom worden dingen als de -xxx-scheldekering e.d. hier niet voor gebruikt. Turbines installeren in de enorme stroming daar moet toch een hoop energie op kunnen leveren, of is het rendement te klein of gewoon in z'n geheel niet haalbaar?

Als je de Oosterscheldekering bedoelt: de reden dat daar geen dijk ligt, is het in stand houden van het zoutwater-ecosysteem. Turbines zouden alles wat er doorheen komt wel doodmaken.

[RemcoDelft]

Verwijderd schreef op maandag 26 november 2007 @ 15:07:
[...]

Dit houdt in dat de getijdenkrachten een elliptische golf op de aarde in stand houdt boven op de permanente elliptische waterspiegel van de oceanen. Het draaien van de aarde heeft er niets mee te maken.

Bedoel je niet dat de zwaartekrachten die golf in stand houden?
De aard-draaiing heeft er in zoverre mee te maken dat dat het getijdeverschil geeft.

[Verwijderd]

OK ik heb het even opgezocht. (In mijn syllabus sterrenkunde IIA van Huib Henrichs)

De clue is het volgende. Het middelpunt van de aarde volgt een baan rond het zwaartepunt van het aarde-maan systeem. Als je op het oppervlak van de aarde staat volg je (uiteraard!) dezelfde baan als het middelpunt, alleen dan verschoven met jouw afstand tot het middelpunt. (jouw baan is dus niet om het gemeenschappelijke zwaartepunt!) Dit heeft in het bijzonder tot gevolg dat overal op het oppervlak de centrifugaal kracht gelijk is aan de centrifugaal kracht in het centrum van de aarde. En deze is weer gelijk (maar tegen gesteld) aan de aantrekking kracht van de maan op het centrum van de aarde (=G m/a², m = massa maan, a= afstand aarde-maan)

Voor de grote van de getijden krachten volgt dus (r is straal aarde):

Gm/(a +/- r)²-Gm/a² =~ +/- 2Gm r/a³

(expansie in r/a = 1/60 << 1)

[Rey Nemaattori]

ecteinascidin schreef op maandag 26 november 2007 @ 15:58:
[...]

Da's dus precies mijn punt. Maar wat je verder schrijft..... slaat IMO mbt mijn post de plank mis.

Euh neej.
Sterker nog, al die berekeingen zijn leuk, maar voro de non-diehard W&Ller(of non-beta) wordt een topic er alleen maar ononverzichtelijker en onbegrijpelijker op....

[Verwijderd]

RemcoDelft schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 08:22:
[...]

Bedoel je niet dat de zwaartekrachten die golf in stand houden?
De aard-draaiing heeft er in zoverre mee te maken dat dat het getijdeverschil geeft.

Getijdenkrachten zijn dat deel van de zwaartekrachten die de het eb en vloed proces veroorzaken. Als we over "gewicht" spreken is dat 99% tot 110% zwaartekracht en toch gebruiken we een andere naam er voor. Voor zover centrifugale effecten in het proces een rol spelen is de naam getijdenkrachten eigenlijk een betere benaming.

Voor zover aarddraaiing er mee maken heeft is er op dat vlak een belangrijke onduidelijkheid in het spel. Met aandraaiing wordt normaliter de 24-uur rotatie om de aardas bedoeld en dan nog is er onduidelijkheid omdat er een rotatie t.o.z.v. de zon is plus t.o.z.v.de sterren. . .(die ook al niet meer "vaste sterren" zijn). Waar in deze discussies ook over gesproken wordt is de aarddraaiing om het gemeenschappelijke massacenter van het aarde-maan syseem dat maar 1x per ~28 dagen gebeurd. Dit rotatie-effect is echter niet verantwoordelijk voor het de ~12-uur eb en vloed cyclus. Als je heel precies wilt zijn moet je ook het rotatie-effect van het aarde-maan systeem over een ~365 dagen periode om de zon er bij tellen. Zo zou je in principe o.a. (vergeet de effecten van de andere planeten niet) voor eb en vloed verklaringen de

12-uur effecten
24-uur effecten
28-dag effecten
1-jaar effecten

op het zeewater niveau apart moeten beschouwen om duidelijkheid te verkrijgen.

In dit soort discussies worden vaak benamen niet juist gebruikt en dat veroorzaakt de misverstanden die we hier vaak zien ontstaan. . .dit is trouwens onvermijdelijk omdat een topic vaak te eenvoudig word aangeboord en vervolgens komen er diverse correcties opdagen. . .sommige lezers haken dan af omdat het te complex (of ondoorgrondelijk ) wordt en anderen vinden dat juist prachtig en vinden de 3 of 4 puntjes op elke "í" die er bij horen.

Om een vraagstuk zoals eb en vloed doorgrondgelijk te maken is het een effectieve manier om alle effecten van elkaar los te koppelen en ze dan pas op te tellen. Je kan dan de principiële processen onderscheiden van de haast verwaarloosbare.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 09:01:
OK ik heb het even opgezocht. (In mijn syllabus sterrenkunde IIA van Huib Henrichs)

De clue is het volgende. Het middelpunt van de aarde volgt een baan rond het zwaartepunt van het aarde-maan systeem. Als je op het oppervlak van de aarde staat volg je (uiteraard!) dezelfde baan als het middelpunt, alleen dan verschoven met jouw afstand tot het middelpunt. (jouw baan is dus niet om het gemeenschappelijke zwaartepunt!) Dit heeft in het bijzonder tot gevolg dat overal op het oppervlak de centrifugaal kracht gelijk is aan de centrifugaal kracht in het centrum van de aarde. En deze is weer gelijk (maar tegen gesteld) aan de aantrekking kracht van de maan op het centrum van de aarde (=G m/a², m = massa maan, a= afstand aarde-maan)

Voor de grote van de getijden krachten volgt dus (r is straal aarde):

Gm/(a +/- r)²-Gm/a² =~ +/- 2Gm r/a³

(expansie in r/a = 1/60 << 1)

Het lijkt verdacht veel op de formule die ik gebruikt heb om de 4 grf te berekenen maar ik deed het zonder het getal G en m te gebruiken.
Met die sterrenkunde data van Huib Henrichs bij de hand, wat is de uitkomst van deze relatie

Gm/(a +/- r)²-Gm/a² ?

Om mijn 4,3 en 3,7 grf kracht per 100 kg water aan het aardoppervlak te berekenen gebruikte ik allerlei getallen die nog in mijn hoofd hangen maar zeker niet precies zijn. . .(kan ergens een nulletje te veel of te weinig gebruikt hebben). Als ik het goed gedaan heb zou het antwoord ongeveer op +/- 0,3 grf uitkomen

Voor het effect van de zon en de planeten is de formule het zelfde maar uit fase met de maan. . .leuk om allemaal op een computer in tijd uit te beelden.

Ga je nog een grafiekje voor ons maken?

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 12:27:
[...]


Het lijkt verdacht veel op de formule die ik gebruikt heb om de 4 grf te berekenen maar ik deed het zonder het getal G en m te gebruiken.
Met die sterrenkunde data bij de hand wat is de uitkomst van deze relatie

Gm/(a +/- r)²-Gm/a² ?

Dat zei ik net:

+/- Gm r/a³ + O(r/a)²

Als je de juiste waardes invoert komt hier ongeveer 11 mg per kilo uit. (de getijden kracht is 2r/a =1/30 keer de centrifugaal kracht. Dit aantwoord is dus ongeveer 1/30ste van jouw antwoord.)

Voor het effect van de zon en de planeten is de formule het zelfde maar out of fase met de maan. . .leuk om allemaal op een computer in tijd uit te beelden.

Ga je nog een grafiekje voor ons maken?

Nee.

Overigens is het effect van overige planeten tamelijk verwaarloosbaar. Dus de enige factoren zijn de aarde, de zon en de maan, met hun draaiing. Over de periodes en effecten is het volgende te zeggen:

-Er zijn twee effecten die bij elkaar opgeteld worden dit verklaart het verschil tussen springtij en doodtij.

- De aarde draait onder het getijde effect door. Dit verklaart dat de eb en vloed cyclus ongeveer 12 uur is.

- De baan beweging van de maan en aarde veranderen de periode voor beide effecten op een net iets andere manier:
de cyclus van de getijdenwerking van de maan heeft een periode van een halve lunaire dag (de tijd die de maan nodig heeft om op de zelfde plek aan de horizon terug te komen.
De cyclus van de getijdenwerking van de zon heeft een periode van een halve zonnedag (=24h).

- Door het verschil in periode is de optel som van de twee effecten steeds verschillend. Dit introduceer cycli met een lengte van een synodische omlooptijd van de maan (ongeveer 28 dagen) en met een periode van een jaar.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 13:04:
[...]

Dat zei ik net:

+/- Gm r/a³ + O(r/a)²

Als je de juiste waardes invoert komt hier ongeveer 11 mg per kilo uit. (de getijden kracht is 2r/a =1/30 keer de centrifugaal kracht. Dit antwoord is dus ongeveer 1/30ste van jouw antwoord.)

[De "O" is 2Gm ]

OK. . . de juiste invoerwaarden, daar ging het me ook even om, om mijn bierviltjesberekening te controleren

+/-11 mgrf per 1 kg--------> 1,1 grf per 100 kg (ik ging uit van 100 kg). Ik kreeg +/- 0,3 grf per 100 kg. Ik zit dus een factor van ~3,7 kleiner dan jouw antwoord. . .dat is als we het alleen over de het verschil van de aantrekkingskracht van de maan op het water hebben aan weerskanten van de aarde. Als je de absolute aantrekkingskracht van de maan bedoelde. . .dat dus +/- t.o.z.v. de aardse zwaartekracht werk kreeg ik - 4,3 en +3,7 grf en dat is ongeveer 3,6 keer zo groot dan jou antwoord. Ik zit dus een klein beetje er naast met mijn schattingen van afstanden

[grafiekje?]

Nee.

Dat’s nou jammer zeg, maar ik begrijp het. . .t'zal nogal tijdrovend zijn om te doen.

Overigens is het effect van overige planeten tamelijk verwaarloosbaar.

Uiteraard is dat te verwachten maar het effect van Jupiter zou theoretisch wel eens niet-verwaarloosbaar kunnen zijn als Jupiter een minimale afstand van de aarde heeft. In de praktijk zal het wel verloren gaan in het effect van de wind op eb en vloed. Het zou interessant zijn om de fundamentele effecten in een grafiekje te zien.

. . . Over de periodes en effecten is het volgende te zeggen:

-Er zijn twee effecten die bij elkaar opgeteld worden dit verklaart het verschil tussen springtij en doodtij.

- De aarde draait onder het getijde effect door. Dit verklaart dat de eb en vloed cyclus ongeveer 12 uur is.

- De baan beweging van de maan en aarde veranderen de periode voor beide effecten op een net iets andere manier:
de cyclus van de getijdenwerking van de maan heeft een periode van een halve lunaire dag (de tijd die de maan nodig heeft om op de zelfde plek aan de horizon terug te komen.
De cyclus van de getijdenwerking van de zon heeft een periode van een halve zonnedag (=24h).

- Door het verschil in periode is de optel som van de twee effecten steeds verschillend. Dit introduceer cycli met een lengte van een synodische omlooptijd van de maan (ongeveer 28 dagen) en met een periode van een jaar.

Toch een nogal complex patroon. . .en dan is het effect van de elliptische baan van de aarde om de zon er nog niet bij gedaan!

Leuk onderwerp!

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 19:38:
[...]


[De "O" is 2Gm ]

"O" is het grote O-symbool ofwel orde symbool. Het zegt eenvoudig dat er nog termen zijn met hogere machten van r/a.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op dinsdag 27 november 2007 @ 22:52:
[...]


"O" is het grote O-symbool ofwel orde symbool. Het zegt eenvoudig dat er nog termen zijn met hogere machten van r/a.

Ahaa. . .leuke oplossing voor de kleine rakkers! Ik dacht dat je even in slaap gesukkeld was!
Bij nader inzien zie ik dat mijn invulling met 2Gm uit de lucht gegrepen was . . .ik wordt
een beetje kippig . . . is er ergens een smilie dat een galgje voorstelt?

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op woensdag 28 november 2007 @ 07:47:
[...]


Ahaa. . .leuke oplossing voor de kleine rakkers! Ik dacht dat je even in slaap gesukkeld was!
Bij nader inzien zie ik dat mijn invulling met 2Gm uit de lucht gegrepen was . . .ik wordt
een beetje kippig . . . is er ergens een smilie dat een galgje voorstelt?

Je was sowieso een factor 1/a² vergeten.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op woensdag 28 november 2007 @ 09:58:
[...]

Je was sowieso een factor 1/a² vergeten.

Wel, nee, dacht ik, maar het doet er eigenlijk niet meer toe. . .het vraagstuk is uitgediept en het water gaat toch wel op en neer. Het is slechts nog interessant om de muggen er uit te ziften.

Met de 1/a² had ik de 4 grf (getallen een beetje uit mijn geheugen gerukt)..maankracht (weer een nieuwe naam!) op 100kg op afstand a berekend (ik gebruikte 350000 km met r=6500km. . .een beetje te laag achteraf gezien. . .ook met de maanmassa heb ik een schatting gebruikt op basis van een massaratio Mr=82 t.o.z.v. de aarde terwijl dit kennelijk ~80 is). Met de 1/(a+/-r)² berekende ik de krachten aan het oppervlak 4,3 en 3,7 grf zodat het verschil van de absolute maankrachten aan weerszijde op +/- 0,3 grf uitkwam.

Zoals ik het zie wordt aan de maankant de zwaartekracht tegengewerkt door de extra 0,3 grf ....het water stijgt. Aan de andere kant is er 0,3 grf tekort richting de maan. . .dit is het zelfde als 0,3 grf te veel van de maan weg. . .het water stijgt daar ook. Deze effecten zijn niet precies gelijk omdat aan de maankant kwam ik uit op 0,3+x en aan de andere kant 0,3+y met x>y, maar met een klein verschil dat pas op het 0,00x niveau merkbaar was.

Met deze aanpak, afgezien van de onjuiste waarden van a en r en m die ik gebruikte, komt mijn methode toch neer op de relatie die jij opvoerde? . . .De zonkracht en de kleine O-rakkertjes van de andere cycles even niet meegerekend.

Of heb ik toch nog iets over het hoofd gezien?



Oeps, . . ik heb +36 uur lang niet geslapen. . .moest enige bezwaarschriften de deur uit krijgen. Ik ga vanavond even niet naar de maan kijken zzzzz