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Força da gravidade e marés em conjunto

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A gravidade e a aceleração centrífuga geram as marés, o movimento dos oceanos que eleva e reduz seu nível com uma frequência de 12 horas. Sua origem pode ser tanto gerada pela lua quanto pelo sol.

>Modelo

ID:(1523, 0)


Mecanismos

Descrição



ID:(15439, 0)


Variação da gravidade perpendicular ao raio, em conjunto

Descrição

Existe uma contribuição da atração gravitacional do corpo celeste que atrai a água em direção à região equatorial:



A hipotenusa do triângulo está relacionada com o cateto vertical pela expressão:

$R\sin\theta$



e com o cateto horizontal por:

$d - R\cos\theta$



De acordo com o teorema de Pitágoras, a soma dos quadrados dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa, então temos:

$R^2\sin^2\theta+(d-R\cos\theta)^2=d^2+R^2-2Rd\cos\theta$


ID:(11635, 0)


Variação da gravidade paralela ao raio, em conjunto

Descrição

Existe uma contribuição da atração gravitacional do corpo celeste que atrai a água em direção ao raio, o que tende a deslocar a água em direção à zona do equador:



A hipotenusa do triângulo é formada pelo cateto vertical:

$R\sin\theta$



e pelo cateto horizontal:

$d - R\cos\theta$



De acordo com o teorema de Pitágoras, temos:

$R^2\sin^2\theta+(d-R\cos\theta)^2=d^2+R^2-2Rd\cos\theta$


ID:(11658, 0)


Modelo

Descrição



ID:(15434, 0)


Força da gravidade e marés em conjunto

Descrição

A gravidade e a aceleração centrífuga geram as marés, o movimento dos oceanos que eleva e reduz seu nível com uma frequência de 12 horas. Sua origem pode ser tanto gerada pela lua quanto pelo sol.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\theta$
theta
Latitude do lugar
rad
$R$
R
Raio do planeta
m
$\Delta a_{cx}$
Da_cx
Variação da aceleração na direção da estrela, em conjunção
m/s^2
$\Delta a_{cy}$
Da_cy
Variação da aceleração perpendicular à direção da estrela
m/s^2

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações


Exemplos



(ID 15439)

Existe uma contribui o da atra o gravitacional do corpo celeste que atrai a gua em dire o regi o equatorial:



A hipotenusa do tri ngulo est relacionada com o cateto vertical pela express o:

$R\sin\theta$



e com o cateto horizontal por:

$d - R\cos\theta$



De acordo com o teorema de Pit goras, a soma dos quadrados dos catetos igual ao quadrado da hipotenusa, ent o temos:

$R^2\sin^2\theta+(d-R\cos\theta)^2=d^2+R^2-2Rd\cos\theta$


(ID 11635)

Existe uma contribui o da atra o gravitacional do corpo celeste que atrai a gua em dire o ao raio, o que tende a deslocar a gua em dire o zona do equador:



A hipotenusa do tri ngulo formada pelo cateto vertical:

$R\sin\theta$



e pelo cateto horizontal:

$d - R\cos\theta$



De acordo com o teorema de Pit goras, temos:

$R^2\sin^2\theta+(d-R\cos\theta)^2=d^2+R^2-2Rd\cos\theta$


(ID 11658)



(ID 15434)

Para determinar a varia o da acelera o perpendicular ao raio, podemos utilizar a semelhan a de tri ngulos para igualar a rela o

$\displaystyle\frac{\Delta a_{cy}}{a_c}$



com o comprimento

$d-R\cos\theta$



e a hipotenusa

$\sqrt{d^2+R^2-2dR\cos\theta}$

.

Pela semelhan a de tri ngulos, temos com que

$ \displaystyle\frac{ \Delta a_{cy} }{ a_c } =\displaystyle\frac{ R\sin\theta }{ \sqrt{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta } }$

.

(ID 11643)

Com a lei da gravita o de Newton, com , temos:

$ F = G \displaystyle\frac{ m_g M }{ r ^2}$



poss vel, com a defini o da for a, com :

$ F = m_i a $



E o raio ao quadrado:

$r^2=d^2+R^2-2dR\cos\theta$



Calcular a acelera o substituindo o raio na for a e resolvendo a equa o da acelera o. Isso resulta em a acelera o:

$ a_c = \displaystyle\frac{ G M }{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta }$


(ID 11644)

Com , a rela o entre a varia o da acelera o e a acelera o :

$ \displaystyle\frac{ \Delta a_{cy} }{ a_c } =\displaystyle\frac{ R\sin\theta }{ \sqrt{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta } }$



E como a express o para a acelera o com :

$ a_c = \displaystyle\frac{ G M }{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta }$



Segue que:

$\Delta a_{cy} = GM\displaystyle\frac{R\sin\theta}{(d^2 + R^2 - 2dR\cos\theta)^{3/2}}\sim \displaystyle\frac{GM}{d^2}\displaystyle\frac{R\sin\theta}{d}$



Portanto, na aproxima o d\gg R, podemos aproximar com por:

$ \Delta a_{cy} = \displaystyle\frac{ G M }{ d ^2 }\displaystyle\frac{ R \sin \theta }{ d }$


(ID 11645)

Para determinar a varia o da acelera o paralela ao raio, podemos utilizar a semelhan a de tri ngulos para igualar a rela o

$\displaystyle\frac{\Delta a_{cx}}{a_c}$



com o comprimento

$d+R\cos\theta$



e a hipotenusa

$\sqrt{d^2+R^2-2dR\cos\theta}$



Por semelhan a de tri ngulos, temos com que

$ \displaystyle\frac{ \Delta a_{cx} }{ a_c } =\displaystyle\frac{ d - R\cos\theta }{ \sqrt{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta } }$


(ID 11647)

Com latitude do lugar $rad$, raio do planeta $m$ e variação da aceleração na direção da estrela, em conjunção $m/s^2$, a rela o :

$ \displaystyle\frac{ \Delta a_{cx} }{ a_c } =\displaystyle\frac{ d - R\cos\theta }{ \sqrt{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta } }$



E como para latitude do lugar $rad$ e raio do planeta $m$,

$ a_c = \displaystyle\frac{ G M }{ d ^2+ R ^2-2 d R \cos \theta }$



Assim, temos:

$\Delta a_{cx} =GM\displaystyle\frac{d - R\cos\theta}{(d^2 + R^2 - 2dR\cos\theta)^{3/2}}\sim \displaystyle\frac{GM}{d^2}\left(1+\displaystyle\frac{2R\cos\theta}{d}\right)$



Portanto, na aproxima o d\gg R, podemos aproximar com por:

$ \Delta a_{cx} = \displaystyle\frac{ G M }{ d ^2}\left(1+\displaystyle\frac{2 R \cos \theta }{ d }\right)$


(ID 11650)


ID:(1523, 0)