¿De dónde viene la energía de las mareas oceánicas?

Answer 1

Es cierto que la energía no puede ser creada ni destruida, pero a menudo confundimos la fuerza gravitacional con la energía gravitacional.

Si tenemos dos cuerpos, ambos se atraen. No importa cuán pequeños sean esos dos cuerpos, se atraerían entre sí. Este algo que hace que se atraigan entre sí se llama fuerza gravitacional. Por ejemplo: la fuerza gravitacional entre la tierra y la luna.

Debido a nuestra experiencia cotidiana, a menudo nos preguntamos: ¿cuál es la fuente de energía de la Tierra o la Luna para generar esa fuerza gravitacional? La respuesta es: ninguna . Esta fuerza está justo ahí, no consume nada, no sabemos de dónde viene ni cuál es el mecanismo más subyacente de ella. Dos cuerpos ( o más ), entonces habría una fuerza gravitatoria entre ellos, y eso es justo.

(Aunque definitivamente no es el mecanismo más subyacente, hay una sorprendente explicación del mecanismo subyacente de la fuerza gravitacional de la Relatividad General de Einstein).

Pero la gente a menudo acuña el término energía gravitatoria ( o energía potencial gravitatoria ), ¿qué significa eso? Para entender esto, primero imagine si al principio, la luna está en la cima de la tierra como esta:

Así que nada pasaría ( asumiendo que están en equilibrio ), serían así para siempre. Entonces imagina que tenemos un cohete muy fuerte que levanta la luna a alguna posición sobre la tierra, como esta:

Entonces preguntamos, ¿qué pasa si apagamos el cohete? La luna caería de regreso a la tierra:

Ahora, estamos listos para discutir la energía. Cuando el cohete levanta la luna, se dice que le da energía gravitacional a la luna. ¿Por qué decimos eso? De vuelta al principio, cuando la luna está en la cima de la tierra, no pasa nada. Pero después de que el cohete levanta la luna, y el cohete se detiene, la luna volverá a caer a la tierra. Si no damos un impulso, la luna no estaría a cierta distancia de la tierra, por lo tanto, la luna no volvería a caer a la tierra. Así que decimos que debido a que le damos energía gravitacional a la luna, la luna tendría energía para volver a caer a la tierra . De lo contrario, la luna permanecería en la cima de la tierra, aunque haya una fuerza gravitacional entre la luna y la tierra.

Entonces, aquí hay un concepto importante. La fuerza no movería nada, a menos que primero le demos energía al sistema, es decir, a la Tierra y la Luna. Pero, dices, ¿cómo si la luna de alguna manera ya está a cierta distancia de la tierra? ¿No caería de nuevo a la tierra sin tener que darle energía? Es verdad, ¡pero la luna no puede estar a una cierta distancia de la tierra! Debe haber algo antes de esa condición, y en nuestro caso es el cohete que levanta la luna.

Pero, nuevamente, dices, ¿por qué lo llamamos energía gravitacional? ¿No es que la energía proviene del cohete? ¿Por qué no lo llamamos como energía de cohetes? Es cierto que la energía proviene del cohete, pero después de que levanta el cohete, ¡esa energía se ha agotado! Entonces, cuando la luna vuelve a caer a la tierra, ¿qué energía utiliza la luna? Debido a que la luna es atraída por la fuerza gravitatoria que la hace retroceder, la llamamos energía gravitacional. Pero recuerde, esa fuerza gravitacional no movería nada a menos que primero demos un impulso o le demos energía a la luna. En este caso, usamos la energía del cohete para levantar la luna. Pero después de eso, la energía que la luna usa para retroceder se llama energía gravitacional. Decimos que hemos transformado la energía del cohete en energía gravitacional.

No, ahora vamos a responder de dónde proviene esta energía de las mareas oceánicas. Observa con atención la siguiente imagen:

Está claro que las mareas oceánicas son causadas por la atracción de la fuerza gravitacional de la luna a las mareas oceánicas. Pero hemos dicho que la fuerza no podía mover las cosas, entonces, ¿cómo podría mover las mareas oceánicas? Mire cuidadosamente otra vez, hay una distancia entre las mareas oceánicas y la luna. ( indicado por la flecha roja ) También hemos dicho que no puede haber una distancia entre ellos de repente, ¡debe haber algún proceso previo para ello! Tal es nuestra energía de cohetes. Pero en este caso, ¿dónde está el cohete? Bueno, aquí no hay energía de cohetes, pero hubo algo similar hace 13.8 mil millones de años, cuando todo el universo era solo un punto sin dimensiones, y luego explotó. Podemos llamar a esto como la energía de explosión. Es esta energía de explosión la que hizo las distancias entre todos los cuerpos ( partículas ) dentro de ese punto sin dimensión única, hizo que todas las galaxias se separaran, hizo que todos los sistemas solares se separaran, hizo que la tierra, incluyendo su océano y la luna se separaran, y así sucesivamente, diera energía. a todos ellos, incluidas las mareas oceánicas. Justo como lo hace nuestro cohete. Esta explosión se llama el Big Bang.

( Espero que podamos explicar cómo podría ser que un punto adimensional contenga todos esos cuerpos, pero desafortunadamente ningún cuerpo lo entiende todavía ) .

Pero, la energía no podría ser creada o destruida. Es cierto en un sentido de nuestro caso de cohetes. Usamos la energía del cohete, y luego la energía aparece como otra cosa a la que llamamos energía gravitacional. Pero esta energía debe provenir de algo antes, y algo antes, y así sucesivamente, y la última cosa que mejor conocemos hoy, es el Big Bang. Si nos gusta, podríamos decir que toda la energía en todo el universo se creó al mismo tiempo en ese momento del Big Bang, pero después de eso, no se crea ni se destruye más energía. Solo están siendo transformados de una forma a otra forma.

Entonces, ¿de dónde proviene la energía de las mareas oceánicas? El Big Bang, y esa es la respuesta final, ahora mismo.

Answer 2

¿Qué es energía? Su libro de texto lo definirá como “la capacidad para hacer un trabajo”, que es una forma muy simple de verlo. Por lo general, diferenciamos la materia de la energía y decimos que la energía no se puede crear ni destruir, y la materia por separado no se puede crear ni destruir. ¿Son estas afirmaciones verdaderas? Individualmente no lo son, pero juntos lo son. ¿Por qué?

Esto se debe a que la materia en sí misma no es más que energía. Paquetes de energía muy densos (según la fórmula e = mc ^ 2 de Einstein, donde m es la masa en kg, e es la energía en julios yc es la velocidad de la luz, que es una constante de 300000000 m / s). En reacciones nucleares como en el Sol, la materia se está convirtiendo en energía todo el tiempo por esta ecuación. Así que en todo el universo solo hay energía o la falta de ella. Para comprender realmente la energía, es necesario profundizar en la relatividad general y especial, la termodinámica y la mecánica cuántica, ninguna de las cuales recomendaría en el octavo grado. Aprenderás muy pronto si persigues la ciencia. Pero os explicaré en breve:

La segunda ley de la termodinámica dice que hay una cantidad constante de energía en el universo que no se puede cambiar, solo se convierte de una forma a otra. Sin embargo, la energía solo es ÚTIL cuando se concentra en el espacio. Y a medida que pasa el tiempo, la energía del universo pasa de estar concentrada en paquetes pequeños (como en una lata de gasolina o en el sol) a estar más dispersa en grandes áreas (sonido y calor en caso de gasolina o luz y calor del sol). Solo a partir de este proceso de distribución de energía en todo el universo se obtiene un trabajo útil (como conducir un automóvil). La energía distribuida en un área más amplia se llama entropía (o caos en el lenguaje común). La energía del universo es constante, la entropía del universo aumenta para siempre.

Ahora, para responder tu pregunta sobre las mareas, eso es mucho más simple. Las mareas se producen porque la luna gira alrededor de la tierra y la tierra gira alrededor del sol, y la combinación compleja de los diversos tirones de su gravedad combinada con la rotación de la tierra eleva el agua del océano a una altitud mayor en ciertos momentos. Puedes preguntar, ¿de dónde viene esta energía? ¿Se crea la energía de la nada? Esto es lo mismo que preguntar, si te paras en el borde de un acantilado y caes una gran roca y rompe algo cuando aterriza y preguntas: “¿Cómo se rompió esa cosa? Simplemente dejé caer la roca, no impartí ¿Hay energía en ello? La energía estuvo en la roca todo el tiempo, en virtud de estar en una altura más alta. Esto se llama energía potencial y es algo con lo que nacemos. Si naciste en la cima del monte. ¡Everest tendría suficiente energía para hacer funcionar un acondicionador de aire durante un año! Pero no sabrías que lo tenías hasta que te caíste del todo …

Answer 3

La tierra desacelerándose. De ahí es de donde se extrae la energía.

La energía cinética es la energía de algo en movimiento. Algo en movimiento, cuando se ralentiza, está transfiriendo esa energía a la cosa que lo está ralentizando.

Los cálculos indican que la Tierra tuvo un día de 4 horas poco después de que la Luna entró en existencia. Y a lo largo de los más de 4,000 millones de años que la mayoría de los científicos creen que la Luna ha estado existiendo, la Tierra se ha ralentizado hasta llegar a nuestro día de 24 horas. No se está desacelerando mucho. Si acaba de ejecutar los números, las 20 horas de desaceleración son 72,000 segundos. Y esos 72,000 segundos se extienden a lo largo de 4,000,000,000 años, lo que se traduce en una desaceleración por segundo de .000018 por año. (Eso solo se basa en hacer la matemática de dividir 72,000 por 4,000,000,000, o 72 / 4,000,000 si su calculadora no hace miles de millones).

Pero recuerde, la marea, subiendo y bajando 6 pies, dos veces al día, puede parecer una gran cantidad de energía, pero la Tierra es una rueda giratoria que tiene aproximadamente 8,000 millas de diámetro.

Las ruedas giratorias son mecanismos de almacenamiento de energía tan eficientes, hay un nombre para ellos, Flywheels.

Aprendí de Flywheels en el octavo grado en una clase sobre motores de gasolina pequeños, por lo que en realidad estás a la altura del curso para aprender estas cosas. No es una pregunta tonta en absoluto.

Además, si haces los cálculos matemáticos (nota, lo que te estoy animando a que empiece a hacer es trabajar con los números), puedes ver cuál es la proporción de 6 pies de movimiento respecto al ancho de la tierra. El radio de la Tierra es un poco menos de 4,000 millas y una milla es un poco más de 5,000 pies, por lo que está a unos 20 millones de pies hacia el centro de la Tierra. Así que eso significa que el radio de la Tierra tiene una proporción de 20 millones a 6, o alrededor de 3.3 millones a una. Así que esperarías que el efecto fuera pequeño, y lo es.

Estos no son todos los efectos, y no son tan limpios y simples. Las fuerzas de marea también están empujando a la luna a una órbita más alta. La luna solía estar a solo 10,000 millas de la tierra, ahora está a más de 250,000 millas de distancia. De nuevo, eso parece mucho, pero a lo largo de 4 mil millones de años es un cambio anual muy pequeño.

Lo importante a tener en cuenta es que hay una enorme cantidad de energía potencial en la Tierra que gira. También tenga en cuenta que el uso útil de la energía de la marea no va a cambiar el efecto de desaceleración de manera notable. Ahora mismo, esa energía se disipa por el calor generado por el movimiento de las mareas y las olas que chocan contra la orilla. En última instancia, todo ese calor está siendo irradiado al espacio.

Entonces, si podemos aprovecharlo eficientemente (y en los lugares del mundo donde esto es fácil de hacer, se está empezando a hacer más y más) esta es una buena fuente de energía a largo plazo.

Answer 4

El campo gravitatorio de la luna. Las mareas no son sin fricción; No conservan energía. Están convirtiendo lentamente la energía de la órbita de la Luna en calor. Esto significa que, si no hubiera otros factores / procesos a considerar, la Luna y la Tierra eventualmente colisionarían simplemente como resultado del drenaje gradual de la energía de la órbita por la fricción entre las mareas y la corteza terrestre. Sin embargo, no tengo idea de qué escala de tiempo estamos hablando aquí; tal vez el Sol explotará y engullirá la Tierra antes de esa fecha …

Answer 5

El entendimiento es incorrecto. La energía se crea a partir de diversas fuentes, debido a razones tales como reacciones químicas exotérmicas, inestabilidad interna de la tierra, fuerzas gravitacionales (potencial de la energía cinética) de los movimientos planetarios, absorción de energía solar, etc. Todos estos crean estaciones y sistemas climáticos (energía eólica), Y las mareas oceánicas.

Answer 6

Es el efecto diferencial de la gravedad de la luna en diferentes partes de la tierra. Algunas partes están más cerca de la luna, mientras que otras están más lejos. Los océanos y los mares (e incluso los lagos más grandes) exhiben mareas porque diferentes partes de ellos son arrastradas por la gravedad de la luna en diferentes cantidades. Mira este genial video de YouTube para una explicación gráfica:

El trabajo que hacen estas fuerzas diferenciales en los océanos se convierte en energía cinética de las mareas.

Answer 7

Las mareas son el resultado combinado de la Tierra, la Luna, el sistema orbital solar y la rotación de la Tierra, que combinadas contienen una gran cantidad de energía potencial gravitatoria y energía cinética rotacional.

La energía se alimenta al potencial de las mareas a través de la acción de la gravedad y se disipa eventualmente como calor en los océanos. La energía se está perdiendo de la rotación local de la tierra y la órbita de la luna, pero no de la órbita anual que involucra al sol.

También se puede almacenar en la tierra como calor. En el caso de un planeta pequeño como Io que circula sobre el gigante Júpiter, se derrite el interior haciendo que Io sea volcánico.

El gran Laplace elaboró ​​el mecanismo inicial, pero el concepto de energía tardó un tiempo en desarrollarse por completo, y luego se entendió que las mareas son movimientos tridimensionales complejos que son una mezcla compleja de rotaciones y vibraciones y movimientos que son como un Todo un montón de latidos del corazón que varía en todo el mundo. Hay números armónicos que se pueden usar para conectar ecuaciones para predecir mareas.

Como resultado de las fuerzas de marea en general (los océanos son tan significativos como una película de polvo en el transbordador espacial en comparación con la masa total de la Tierra) la Luna se aleja de la Tierra a medida que su órbita disminuye, y la longitud de El día se hace más largo a medida que la tierra gira. No hay un efecto real en el año. Así que desde la tierra, días más largos pero un año constante significa menos días en el año. Pero estamos hablando de millones de años por cualquier efecto notable.

Answer 8

Bueno, en realidad la respuesta no es simple, pero trataré de hacerla comprensible. Sabes que la gravedad actúa en todo, y que hace que los objetos caigan. Lo primero es que la luna está cayendo alrededor de la Tierra y la Tierra está cayendo alrededor del Sol.
Lo siguiente es que mientras cae alrededor de la Tierra, la gravedad de la luna está tirando de todo lo que pasa. Esto hace que el agua se mueva, solo un poquito, hacia la luna, a medida que pasa. La tierra gira alrededor, haciendo que la noche y el día, a medida que esto suceda, la gravedad del sol “tire” hacia el agua en la tierra, pero no tanto como la gravedad de la luna, porque la luna está muchas veces más cerca que el sol. Esta combinación de “tirar” hace que el agua se mueva hacia arriba y hacia abajo, diariamente. A este movimiento lo llamamos ‘mareas’ y, a medida que ocurre, la rotación de la Tierra en realidad se ralentiza, muy ligeramente. N0w, cuando hablamos de “de dónde viene” esta energía, generalmente encontramos un rompecabezas que resolver. En el caso de la Gravedad y lo que hace, estamos seguros de que la energía se transfiere desde la rotación y el movimiento orbital de la Tierra y la Luna, e incluso está ligeramente extraída del Sol, pero simplemente no hemos descubierto exactamente cómo esto sucede No hemos encontrado la ‘partícula’ de la gravedad, aunque tenemos un nombre para ella, “Graviton” y creemos que sabemos cómo funciona. La electricidad funciona utilizando el electrón y hay partículas para la fuerza nuclear “débil” y la fuerza nuclear “fuerte” también. Estas partículas se han hecho conocidas en los laboratorios, donde los científicos pueden, y las han medido. Sin embargo, la gravedad permanece nublada en el misterio. Si no creara las mareas, tendríamos que encontrar alguna otra prueba de que “transfiriera” energía (si es así), pero la verdad es que la gravedad todavía tiene algunos secretos que no hemos descubierto.

Answer 9

Correcto, la primera ley de la termodinámica dice que la energía en un sistema cerrado no se puede crear ni destruir (se puede convertir en materia y vv). La energía que se ve en las mareas proviene de la rotación de la Tierra en un campo gravitatorio. La fricción causada por la rotación disminuirá gradualmente el giro de la tierra hacia abajo hasta que nos quedemos atrapados en el sol, al igual que la luna lo es para nosotros hoy.

Answer 10

Hay muchas respuestas increíblemente complicadas aquí para una pregunta muy simple.

Sí, la gravedad del mediodía funciona en un cuerpo de agua cuando “eleva” el agua durante la marea alta. Este trabajo requiere energía. Pero la misma energía se devuelve cuando el agua desciende con la marea baja. Así que no hay gasto neto de energía.

La gravedad es lo que se llama una fuerza conservadora: puede tomar una partícula de prueba y moverla hacia arriba y hacia abajo tanto como desee, pero con respecto al gasto de energía, lo único que importa es la elevación inicial y la elevación final. Así es como funciona un sifón: una vez que el agua se mueve, seguirá fluyendo espontáneamente, siempre que el extremo de la manguera sea más bajo que la admisión, sin importar cuál sea la trayectoria contorsionada de la manguera.

El sistema tierra-luna contiene un vasto depósito de energía potencial gravitacional. La energía se toma de este reservorio para elevar la marea en una región cercana a la luna, pero luego la misma energía se devuelve al reservorio cuando el agua se relaja en marea baja a medida que la luna se aleja. Así que no hay gasto neto de energía.
Hace 3 m

Answer 11

Se trata de energía potencial.

La manzana se cayó del árbol debido a la energía potencial que tiene, esta energía vino del árbol mismo porque hizo un trabajo relativamente duro para “elevar” esta manzana por encima del nivel, y cuando la manzana se caiga, el árbol perderá una pequeña parte de su energía. Eso será transferido a tierra.

La misma idea está detrás de la marea, algo de energía cinética (movimiento) potencial se transfiere a la Tierra y viceversa durante la danza de la Tierra y la Luna. Una de las caras de esta danza es la marea, esto también significa que afectan la velocidad de movimiento de cada uno durante esta Procedimiento, pero sucede muy lentamente.

Y como una nota para el futuro, la conservación de la energía y que no se puede crear de la nada, es correcto, pero solo dentro de los límites del llamado “principio de incertidumbre de Heisenberg”, pero esa es una historia totalmente diferente.

Answer 12

Sí, la energía viene de la luna, pero de hecho las mareas están transfiriendo una cantidad neta de energía de la tierra a la luna. Suficiente para aumentar su radio orbital en aproximadamente 4 cm por año y disminuir la duración del día de la Tierra en 2 milisegundos por siglo.

¿Se está alejando la Luna de la Tierra? ¿Cuándo fue descubierto esto? (Intermedio)

Answer 13

La energía de las mareas se produce por la oleada de las aguas del océano durante el aumento y la caída de las mareas. La energía de las mareas es una fuente de energía renovable. Durante el siglo XX, los ingenieros desarrollaron formas de utilizar el movimiento de las mareas para generar electricidad en áreas donde hay un rango de mareas significativo, la diferencia en el área entre la marea alta y la marea baja. Todos los métodos utilizan generadores especiales para convertir la energía de las mareas en electricidad.

Answer 14

Las mareas se mueven gravitacionalmente. Incidentalmente, las preguntas de la marea están entre las más complejas en física. Newton descubrió cómo funcionan las mareas y fue un ejercicio para romper la cabeza usando el cálculo. Galileo, quien no se quedó atrás, nunca descubrió cómo funcionaban las mareas.

Uno nunca es demasiado joven para empezar a aprender. Vea si puede obtener un libro que explique cómo funcionan los péndulos. Los movimientos de marea están relacionados con el movimiento de los péndulos y otros osciladores armónicos.

Chico listo…….

Answer 15

El sol, la luna y la tierra, tanto en términos del momento angular de esos cuerpos como de su gravedad.

Es un tema complicado, y si desea ver qué tan complicado es, considere por qué la marea más alta en cada mes lunar no es en luna llena sino dos días después.

Answer 16

Viene de la rotación de la tierra.

El abultamiento de las mareas retrasado significa que la Luna está siendo expulsada más, por lo que el uso de la energía de las mareas también transfiere energía de la Tierra a la Luna.