а. Известно, что приливная деформация самой Земли и приливы в океанах замедляют вращение Земли. Объясните, как возникает необходимый для этого момент сил.
б. Солнечный прилив в атмосфере Земли достигает максимума на два часа раньше прохождения Солнцем зенита. Способствует или препятствует этот прилив замедлению суточного вращения?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
а. Откуда берётся момент. Приливные силы вытягивают Землю (и воду в океанах) вдоль направления на Луну — получаются два «горба». Если бы вещество отзывалось мгновенно, ось горбов точно смотрела бы на Луну, и притяжение Луны было бы направлено вдоль этой оси — момента относительно центра Земли не было бы вовсе.
Но вода и породы деформируются не мгновенно: пока горб «набирается», Земля успевает провернуться. В результате ось горбов оказывается развёрнутой на небольшой угол \(\delta\) вперёд по вращению Земли. (Именно поэтому максимум прилива в данном месте наступает не в момент прохождения Луной зенита, а немного позже — место сначала проходит «под Луной» и лишь потом доезжает до горба.)
Теперь ближний горб находится впереди линии Земля — Луна, и Луна тянет его назад; дальний горб находится позади и притягивается слабее (он дальше). Суммарный момент направлен против вращения — Земля тормозится. По третьему закону Ньютона Земля при этом подталкивает Луну вперёд по орбите, и Луна медленно удаляется — примерно на 4 см в год.
б. Атмосферный прилив. Здесь максимум наступает на два часа раньше зенита. Значит место проходит сквозь атмосферный горб до того, как окажется под Солнцем, — то есть горб развёрнут назад по вращению. Тогда Солнце тянет его вперёд, и момент получается ускоряющим: атмосферный прилив препятствует замедлению, слегка подкручивая Землю.