inkompressibel : kan inte komprimeras.

komprimerbar : I termodynamik och fluidmekanik är komprimerbarhet ett mått på den relativa volymförändringen av en vätska eller ett fast ämne som ett svar på ett tryck (eller medelbelastning) ändra.

Så vatten ändrar inte volymen. Samma volym vatten kan ha många former.

När ingen annan gravitationskraft utom jordens $ 1 / r $ verkar på haven, definieras den ekvivalenta ytan av den enskilda potentialen och haven hamnar i formen på ekvipotentialen. Eftersom jorden är inte riktigt en sfär, varierar dessa potentialpotentialer, men tanken är densamma.

När en motsatt $ 1 / r $ potential, som månens potential, är tillräckligt stark vid tiden $ t $ för att lägga till en $ - 1 / r '$ ( $ r $ från mitten av jorden , $ r '$ från månens centrum) potential, då störs den ekvivalenta formen i vilken vattnet kommer att sedimentera vid närmaste tillvägagångssätt.

Detta är vad lösningen på problemet ger:

Figur 2: Månens gravitationsdifferens -fält vid jordytan är känd (tillsammans med en annan och svagare differentiell effekt på grund av solen) som tidvattensgenererande kraft. Detta är den primära mekanismen som driver tidvattenåtgärder, förklarar två tidvattenutjämningspotentialer och står för två högvatten per dag. I den här figuren är jorden den centrala blå cirkeln medan månen är långt borta till höger. Pilarnas utåtgående riktning till höger och vänster indikerar att där månen befinner sig över huvudet (eller vid svärdet) motsätter sig den störande kraften den mellan jorden och havet.

Så det är vattnets förmåga att ändra former som genererar utbuktningar, och månens rörelse som förändras i tiden rör dessa utbuktningar i förhållande till jorden.

Observera att det också finns jordvatten, dvs att marken också buktar ut så långt elastiken hos de fasta ämnen som den består av tillåter det.Observera också att vattenvatten kan se olika ut på olika platser på grund av havsbottnens geologi och landgränserna, och bara för att vatten är en vätska och följer ekvationerna av vätskeflöde.

Jag tror att du har börjat från en bild av tidvattnet som gör att vatten går upp och ner det är en naturlig bild att ha, men det är fel: de gör det inte. Om bilden hade rätt, borde du kunna mäta tidvattnet bara genom att gräva en djup brunn.

Vad som händer är att månens (och solens) inflytande förändrar formen på vad som menas med "nivå" - tekniskt sett ekvipotentialytan , ytan där gravitationspotentialen är lika över hela planeten. Anna Vs bild är den att titta på här.

Lokalt kan denna globala förändring översättas till en lutning. En bit hav eller sjö som var plan för några timmar sedan känns nu att den inte är jämnare längre, eftersom den ekvivalenta ytan har gått vidare (efter månen). Så dess vatten gör vad vatten gör under dessa omständigheter, som flyter i sidled från "hög" till "låg" tills det är plant under den nya definitionen. Och vatten behöver inte vara komprimerbart för att flöda i sidled.

En bra modell av detta är att ta en stor platt grund bricka och fylla den halvt med vatten. Luta den sedan från sida till sida. Vattnets yta kommer att hamna horisontellt (eftersom det är den potential som är potential i ditt experiment), men det gör det inte genom att sträcka upp och ner utan genom att skjuta från ena sidan till den andra. (Skillnaden här är att brickan rör sig i förhållande till ekvipotentialytan snarare än den ekvipotentialytan som rör sig i förhållande till jorden, men effekten är densamma).

Det är också viktigt för tidvatten att tappa vattnet i brickan när du flyttar det. Höjdskillnaden mellan högvatten och lågvatten i ett perfekt friktionsfritt fullkomligt tröghetsfritt hav är bara 18 tum eller så. Det faktum att vi får mycket mer tidiga tidvatten i verkliga livet beror på att det riktiga vattnet i havsbotten slösar och runda kustlinjer av intressanta former.

Tidvatten är resultatet av attraktion från jorden (större effekt), månen (sekundär) och solen.Andra planets påverkan kan försummas.Månens (och solens) position orsakar en liten variation i ekvipotentialytor på jorden, och vattnet som en vätska tenderar naturligt att följa en ekvipotential yta.Naturligtvis är dessa variationer i sig långt ifrån att flytta ekvipotentialytan i meter!Men här kommer resonansfenomenet: vatten dras i väster, sedan i öster och det beter sig som en boll i en skål: när du applicerar små krafter på bollen men i rätt riktning när den rör sig, kommer du att se den gåhögre och högre i varje steg, tills friktionen balanserar alla.

Det är precis vad som händer med oceaniska tidvatten, och det är anledningen till att du bara kan observera det i stora hav och inte i slutna små hav.

Många av dessa svar förväntar dig att du vet mycket om hur gravitationen fungerar. Från dessa har jag lyckats komma till svaret, och i det här inlägget försöker jag dumma ner det till min nivå.

Till att börja med skulle jag vilja att du föreställde dig en bricka eller en tom kexform - något med en plan botten och fälgar. Tänk dig nu att du häller vatten i det här brickan (gärna häll vatten i en tom kexform om du vill - kom bara ihåg, ingen gillar fuktiga kex)

Om du lämnar brickan på en plan yta, som ett bord, förblir vattnet stilla (ish). Vad håller vattnet där? Okej, så du vet att det är allvar. Mycket lätt, tyngdkraften drar allt mot jordens centrum.

Har du någonsin sett analogien för gravitationen, där du sträcker ut ett lakan och lägger en stor boll i mitten? Tanken är att du kan se hur satelliter kretsar runt jorden genom att rulla pingpongbollar runt arket. Det är inte perfekt - du måste föreställa dig att allt är 2D, som om du tittar på det ovanifrån.

Låt oss föreställa oss att vårt lakan är gjord av plast, och tillsammans med kulan häller vi lite vatten i. Vattenbassängerna i mitten, lockade till vår boll - och får lämna sig. Precis som vårt bricka fullt av vatten försöker vattnet att flytta till mittpunkten på vår boll och vilar när det når en yta som det inte kan tränga igenom.

Nu när vi rullar pingpongbollar runt ändras plastens form - och när pingpongbollarna gör sina egna små bucklor i plasten, är vattnet inte riktigt lika lockat av boll. Den sitter fortfarande nära den stora bollen, men när de små kulorna närmar sig förskjuts en del av vattnet något.

Observera här vad inte händer : Volymen vatten förändras inte vid något tillfälle. Vatten rör sig helt enkelt från en del av laken till en annan. Precis som om jag tippar mitt bricka något blir vattnet på ena sidan av brickan tjockare och vattnet på den andra sidan blir tunnare. Den tunna sidan är inte tätare; mitt bricka är bara inte vackert.

Tidigare frågade jag vad som höll vattnet i botten av brickan. Låt oss prova en lite mindre uppenbar fråga: Hur vet du att ditt bord är jämnt?

Hur definierar vi "nivå"? Du förstår, vi går igenom livet förvirrande orsaker och effekter. Till exempel tror vi att föremål "har en färg", när de i själva verket helt enkelt absorberar annat färgat ljus. Vi observerar att ett föremål "rör sig snabbt", när jorden i själva verket snurrar genom ett snabbt expanderande universum, är den hastighet som vi tilldelar ett objekt liten i jämförelse.

När vi säger "Denna tabell är jämn", säger vi att ytan är vinkelrät mot tyngdkraften - dvs. om tyngdkraften drar ner, sträcker sig bordet tvärs i riktning mot gravitationens drag. Ändå förutsätter detta att tyngdkraften är exakt densamma vid varje punkt längs bordet. Om vi ​​hade någon gravitationskälla ovanför ena änden av ett långt bord, skulle bordet inte längre vara "jämnt" - åtminstone inte enligt vår vattennivå.

Så jag föreslår att svaret på din fråga ligger i ett grundläggande felantagande: Om ytan på en stilla vattenbassäng är "jämn" beror det på att det inte finns tillräcklig skillnad i gravitationen från ena änden till den andra . Vågor orsakas av att månen ändrar definitionen av en plan yta och vattnet försöker helt enkelt komma ikapp.