Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Hoe kun je aan de getijden zien dat de aarde rond de zon draait?

Het blijkt zo te zijn dat er een héél klein beetje verschil is aan de getijden wanneer de aarde alleen rond zijn as draait en wanneer de aarde ook nog rond de zon draait.

Voor de eenvoud laten we de maan even buiten beschouwing, hoewel de invloed van de maan op de getijden tweemaal zo groot is als de zon.

Dan krijgt je dus twee getijden per dag doordat de zwaartekrachtsgolven aan de dichts bijzijnde kant van de aarde tot de zon net anders is als de verre kant. Omdat de aarde rond draait krijgt je dan tweemaal een getijde omdat, hoewel de aarde maar een keer per dag ronddraait om zijn as, door de aantrekking aan de ene kant je ook een uitstulping aan de andere kant komt.

Tot zover dus twee getijden per dag met een zekere grote. Maar, en nu komt het dus, wordt die getijden dacht ik nog íetjes groter doordat de aarde rond de zon draait. Daar zouden dan de middelpuntvliedende krachten voor verantwoordelijk zijn die je dus krijgt als de aarde rond de zon draait.

Wat ik dus niet begrijp is hoe dat kan/werkt. Immers de rotatie van de aarde rond zijn as creëert ook al een middelpuntvliedende kracht, daarnaast is de aarde in vrije val rond de zon. Bovendien is het verschil dus slechts 0,006%, maar wordt daar nu mee bedoelt dat de getijde aan de 'binnenkant' van de aarde zoveel groter is dan aan de buitenkant tijdens zijn translatie of dat dat het verschil is tussen wel en geen translatie?

erotisi
7 jaar geleden
1.7K
Verwijderde gebruiker
7 jaar geleden
Google Herodotus. Of Plinius de oudere. Die hadden al heel vroeg in de gaten hoe het werkte . Ook in de Indus delta had men het al door ver voor onze jaartelling . Het mindere tij tijdens de zonnewende het doodtij en als de zon en maan in een lijn staan ( met wat vertraging ) de springvloed . Het blijft fascinerend hoe men dat toen al zo goed kon berekenen . En kennis had van maan enz.
WimNobel
7 jaar geleden
Waar heb je gelezen over dit effect? Als ik de bron zie van met name de 0,006% dan kan ik proberen te begrijpen wat ze precies bedoelen. Op zich lijkt me dat zowel de schuine stand van de aardas als de ellipticiteit van de aardbaan enige invloed op het getij zullen hebben.
erotisi
7 jaar geleden
@WimNobel kun je hier iets mee?: " There is a tidal force due to the Sun since its gravitational field on an extended body like Earth is not uniform. Moreover, the fact that this effect causes two tides per day (tides in both sides of the Earth) requires that Earth is orbiting or in free fall towards the Sun. If it was static, there would be only one tide (neglecting the Moon's influence which actually is the most relevant). The existence of these tides proves that we are orbiting the Sun. Although the Equivalence Principle should not allow any tidal force since all bodies on Earth are in free fall towards the Sun, the thing is that the Equivalence Principle regards only local effects whereas tides are non-local. The translation as well as the rotation of the Earth have effect on the masses. These effects originate from the fact that Earth is not an inertial frame and they slightly deviate the gravity of the planet to an effective gravity. The deviation is of a vectorial character so the effective gravity also has its direction changed. When Earth orbits around the Sun there is a centrifugal force (in our frame of reference). To estimate it, we just need the period of translation T (1 year) and the radius r of the orbit. For a body on Earth it gives a=mω2r=(2πT)2r≈0.006,
a=mω2r=(2πT)2r≈0.006.
WimNobel
7 jaar geleden
Nou, ik vind het een onduidelijke bron. De redenering volg ik niet en de formule kan ik al helemaal geen chocola van maken. Wel merk ik op dat er geen % achter de 0.006 staat. Maar wat voor eenheid het is en waar ik het mee moet vergelijken is mij een raadsel.
Ik ben met een antwoord begonnen waarin ik de effecten van de schuine stand van de aardas en de ellipticiteit van de aardbaan bereken. Toch twijfel ik nog of er een kern van waarheid zit in dit onglukkig geformuleerde verhaal. Nog even over nadenken dus… P.S. Carsrac en Ruiter geven een op zich correcte beschrijving van meer algemeen bekende aspecten van het getij maar het in de vraag bedoelde effect gaan ze niet op in. Een specifieker antwoord is dus nog gewenst.
erotisi
7 jaar geleden
@WimNobel Misschien dat deze vraag en het antwoord van Onze Nederlands Amerikaanse professor Walter Lewin je nog iets op weg helpen? https://www.quora.com/Has-the-orbital-spin-of-the-Earth-around-the-Sun-also-an-effect-on-our-weight

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (3)

Als alleen de maan invloed op de getijden heeft, dan zouden eb en vloed altijd even groot zijn. Maar door de invloed van de zon er een springtijd en doodtij. Dus als de krachten samenwerken dan is er springtijd als ze tegenwerken, dan is er doodtij.

Ook de windrichting en windsterkte heeft invloed op hoogte van de waterstand, maar deze kun je niet terug vinden in de getijdentabelen.

De plek op aarde heeft wel invloed op de hoogte van vloed en eb, dus de getijden, dus daarom is er per haven een aparte getijdentabel.
(Lees meer...)
Bronnen:
Verwijderde gebruiker
7 jaar geleden
De maan draait niet om het middelpunt van de aarde, maar beide draaien om hun gemeenschappelijk zwaartepunt; dat ligt dicht bij de aarde omdat de aarde zoveel zwaarder is dan de maan. In het midden van de aarde zijn de middelpuntvliedende kracht (mvk) en de aantrekking van de maan gelijk, maar tegengesteld en heffen ze elkaar op. Maar het gebied dat dichter bij de maan ligt ondervindt meer aantrekking van de maan, daardoor wordt het daar hoogwater. In het gebied dat het verst van de maan ligt , is de aantrekkingskracht minder dan de mvk; daardoor is het ook daar hoogwater.
Voor de beweging van de aarde om de zon geldt hetzelfde verhaal, maar de verschillen in mvk en aantrekkingskracht zijn veel kleiner. Opgeteld bij de getijden van de maan levert het wel dood tij, als beide effecten elkaar tegenwerken, dan wel springtij als ze elkaar versterken.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
7 jaar geleden
erotisi
7 jaar geleden
Maar hoe kan dan de baan van de aarde om de zon, die eigenlijk in vrije val is toch een mvk hebben? Dat begrijp ik nog niet goed. De mvk is natuurlijk niet echt een kracht, toch? Dat de aantrekking aan de binnenkant van de aarde meer is dan aan de andere kant kan ik wel begrijpen. Maar daarvoor hoeft de aarde toch niet om de zon te draaien....ergens mis ik iets?
In mijn reactie had ik al aangegeven dat ik de redenering en de formule uit de bron wat onduidelijk vond. Inmiddels begrijp ik wat er bedoeld wordt.
Die formule is nogal verminkt overgekomen. Bovendien verwart men hier kracht en versnelling.
Er moet staan:
F=mω²r
a=F/m=ω²r=(2π/T)²r
Dus de tweetjes moeten exponenten zijn er er moet een deelstreep tussen de π en T.
Maar wat hebben we nu? Het is de formule voor de middelpuntvliedende kracht F, en de versnelling a die daaruit volgt voor een voorwerp op aarde.
Die versnelling is dus afhankelijk van ω de hoeksnelheid van de aarde in haar baan om de zon, die gelijk is aan 2π/T met T de baanperiode (1 jaar = 31558150 s) en r de afstand zon-aarde (1 AE = 149597870700 m). Deze getallen invullen in de formule geeft a= 0,0059301 m/s².
Daar komt de waarde 0,006 vandaan! Het is dus een versnelling gemeten in m/s². Die kunnen we vergelijken met de valversnelling op aarde. Die wordt voor het grootste deel bepaald door de zwaartekracht en voor een klein deel door de middelpuntvliedende kracht van de aardrotatie. En dus, weten we nu, ook voor een nog kleiner deel door de middelpuntvliedende kracht van de baanbeweging. De valversnelling op aarde varieert tussen 9,78 en 9,83 m/s². Dat komt door verschillen in hoogte, en doordat de middelpuntvliedende kracht door de aardrotatie naar de polen toe minder is dan bij de evenaar. We kunnen daar nu aan toevoegen dat ook de middelpuntvliedende kracht als gevolg van de baanbeweging een kleine bijdrage levert, namelijk 0,006 m/s² vergeleken met 9,81 m/s².
Wat we dus hebben uitgerekend is de bijdrage die de baanbeweging van de aarde om de zon levert aan de valversnelling. En dat is dus niet een percentage die de baanbeweging levert aan het getij.
Om nu de invloed van dit effect op het getij te berekenen moeten we kijken hoe deze versnelling verschilt tussen de naar de zon toegekeerde en de ervanaf gekeerde zijde van de aarde. Voor r vul ik dan in resp. 1 AE min 1 aardstraal en 1 AE plus 1 aardstraal. Dat is 149591504500 resp. 149604236900. Dit invullen in de formule geeft 0,005929848 en 0,005930353. Het verschil is 0,000000505 m/s².

Tot zover deze berekening. Uiteraard worden de getijden nog op een andere manier beïnvloed door de baan van de aarde om de zon. En wel door twee effecten:
- de schuine stand van de aardas
- de ellipticiteit van de aardbaan.
Meer hierover in de reactie hieronder.
(Lees meer...)
WimNobel
7 jaar geleden
WimNobel
7 jaar geleden
1. Door de schuine stand wordt niet de hoogte van het getij beïnvloed, maar wel de amplitude. Rond de zonnewende, wanneer de zon (en trouwens ook de maan) boven een van de keerkringen staat, zal bij die keerkringen de vloed maaximaal hoog zijn omdat de zon door het zenit gaat. Echter 12 uur later staat de zon niet in het nadir en is er niet veel te merken van een vloed. Om je hiervan een voorstelling te maken kun je je een extreme situatie voorstellen: stel de aardas zou een inclinatie van 90° hebben (zoals bij Uranus) en de aardas is in een bepaald seizoen naar de zon gericht. Dan zou de vloedberg voortdurend bij de polen blijven en bij de evenaar zou het voortdurend eb zijn. Drie maanden later is de evenaar naar de zon gericht en is er weer tweemaal dagelijks eb en vloed. Het is gemakkelijk in te zien dat de grootte van dit effect evenredig is met de sinus van de declinatie van de zon. Maar let op: het getij wordt door dit effect niet groter of kleiner, alleen de wisseling van het getij wordt anders! 2. De grootte van getijdekrachten is evenredig met de derde macht van de afstand. De afstand tot de zon varieert tussen 0,98 en 1,02 AE. De derde macht hiervan varieert tussen 0,94 en 1,06. Het getij als gevolg van de zon wordt dus 6% groter of kleiner dan gemiddeld. Maar omdat de zon slechts voor 1/3 bijdraagt aan het getij is de variatie als gevolg van de draaiing van de aarde om de zon 2%. Tenslotte nog een opmerking: Je gebruikt de term zwaartekrachtsgolven. Dit door Einstein in de relativiteitstheorie voorspelde en onlangs experimenteel bevestigde fenomeen hebben we voor de verklaring van het getij niet nodig. Klassieke mechanica zoals door Newton geformuleerd volstaat.
erotisi
7 jaar geleden
Ik weet niet zeker of ik het al helemaal begrijp. Want stel de aarde staat stil tov de zon. Theoretisch kun je dan wel stellen dat er een zwaartekracht van de zon op de aarde is en dat dit dus ook al die 0.006 kan uitmaken. Nu is dacht ik middelpuntvliedende kracht geen kracht maar een gevolg van de zwaartekracht van de zon. Dus ik zie niet in dat een ronddraaiende aarde rond de zon meer valversnelling zou hebben temeer daar de aarde in vrije val is. Het enige waar je het dan wel aan kan zien is, wat je in punt 2 hierboven uiteenzet omdat de aarde niet altijd even dicht bij de zon staat.
Maar of dat nu de enige verklaring is en niet de middelpuntvliedende kracht is mij niet echt duidelijk.
WimNobel
7 jaar geleden
Ja, er is een zwaartekracht van de zon op de aarde en die veroorzaakt ook een getijdekracht. Die is ongeveer half zo groot als die van de maan en dus niet zeer klein. De 0,006 is het resultaat van de berekening van de middelpuntvliedende kracht veroorzaakt door de baanbeweging van de aarde. Bij een stilstaande aarde zou die er niet zijn maar het getij als gevolg van de zwaartekracht van de zon zou nog net zo groot zijn.
Ja hoor, de middelpuntvliedende kracht is gewoon een kracht als je het maar meet in een ronddraaiend coördinatenstelsel. En dat is hier het geval. Vanuit een inertiaalstelsel beschouwd zouden we moeten beschrijven dat voorwerpen de neiging hebben rechtdoor te gaan terwijl de aarde in zijn baan om de zon een cirkelbeweging maakt. De afwijking die de voorwerpen daardoor t.o.v. de aarde krijgen zouden we zonder formules voor krachten moeten berekenen. Uiteindelijk zal er dan wel hetzelfde uitkomen, maar wel op een veel ingewikkeldere manier. Laten we dus gewoon maar de formule voor de middelpuntvliedende kracht gebruiken.
Ja aan punt 2 kun je ook zien dat de aarde in een elliptische baan om de zon draait. Maar als de baan zuiver cirkelvormig was geweest dan zou dit effect niet optreden, terwijl er dan toch nog steeds een middelpuntvliedende kracht is.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding
+