บทเรียนวิทยาศาสตร์

 น้ำขึ้น – น้ำลง

 

แรงไทดัล (Tidal forces) หมายถึง  ความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงซึ่งกระทำต่อแต่ละตำบลของวัตถุชิ้นเดียวกัน 
                                  

รูปที่ 1ก.

  เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุจะน้อยลง เมื่อวัตถุอยู่ไกลจากกัน”    ดังนั้นเมื่อเรียงลูกบิลเลียด 3 ลูกในอวกาศ โดยมีลำดับระยะห่างจากดาวเคราะห์ ดังรูปที่ 1 ก.  จะพบว่า
“แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 3” มากกว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 2” และมากกว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 1” ตามลำดับ

รูปที่ 1ข.

ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไป  (รูปที่ 1 ข.)
-          ลูกบิลเลียดเบอร์ 3 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางมากที่สุด
-          ลูกบิลเลียดเบอร์ 2 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางน้อยกว่า
-          ลูกบิลเลียดเบอร์ 1 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางน้อยที่สุด

รูปที่ 1ค.

หากพิจารณาที่ลูกบิลเลียดเบอร์ 2 เป็นหลัก (รูปที่ 1 ค.) จะพบว่า “ระยะทางระหว่างลูกบิลเลียดเบอร์ 1 และเบอร์ 2” และ “ระยะทางระหว่างลูกบิลเลียดเบอร์ 2 และเบอร์ 3” เพิ่มมากขึ้น  เราเรียกแรงที่กระทำให้ลูกบิลเลียดทั้งสามกระจายห่าง    จากกันนี้ว่า “แรงไทดัล”
แรงไทดัลบนโลก:

โลก

ดวงจันทร์

รูปที่ 2ก.

แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กระทำ ณ ตำบลต่าง ๆ ของโลกแตกต่างกัน   โดยสามารถวาดลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของ แรงดึงดูดซึ่งเกิดจากอิทธิพลความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ได้ดังรูปที่ 2 ก.

ดวงจันทร์

 รูปที่ 2ข.

 เมื่อพิจารณาแรงไทดัล  ณ ตำบลใด ๆ บนโลก จะคำนวณได้ว่า

แรงไทดัล = แรงดึงดูดจากดวงจันทร์ ณ ตำบลนั้น  ลบด้วย แรงดึงดูดจากดวงจันทร์ ณ ใจกลางของโลก

ซึ่งสามารถเขียนลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของแรง ได้ดังรูปที่ 2 ข.

 เนื่องจากเปลือกโลกเป็นของแข็ง ไม่สามารถยืดหยุ่นตัวไปตามแรงไทดัลซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ได้   แต่พื้นผิวส่วนใหญ่ของโลกปกคลุมด้วยน้ำทะเลในมหาสมุทร เป็นของเหลวสามารถปรับทรงเป็นรูปรี  ไปตามแรงไทดัลที่เกิดขึ้น           (ดังรูปที่ 3 ก.) ทำให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง   โดยที่ระดับน้ำทะเลจะขึ้นสูงสุด บนด้านที่หันเข้าหาดวงจันทร์และด้านตรงข้ามดวงจันทร์  (ตำแหน่ง H และ H’)  และระดับน้ำทะเลจะลงต่ำสุด บนด้านที่ตั้งฉากกับดวงจันทร์ (ตำแหน่ง L และ L’)               โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ทำให้ ณ ตำแหน่งหนึ่ง ๆ บนพื้นผิวโลก จึงเคลื่อนผ่านบริเวณที่เกิดน้ำขึ้น และน้ำลง ทั้งสองด้าน จึงทำให้เกิดน้ำขึ้น – น้ำลง วันละ 2 ครั้ง

ในวันเพ็ญเต็มดวง และในวันเดือนมืด (ขึ้น 15 ค่ำ และแรม 15 ค่ำ)  ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวเดียวกัน     แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ เสริมให้แรงไทดัลมากขึ้น ระดับน้ำทะเลจึงมีการเปลี่ยนแปลงมากกล่าวคือ  น้ำขึ้นสูงมากและน้ำลงต่ำกว่ามาก  เราเรียกว่า “น้ำเป็น” (Spring tides)   ดังรูปที่ 3 ข.   

 รูปที่ 3ค.

 ส่วนในวันที่เห็นดวงจันทร์ครึ่งดวง (ขึ้น 8 ค่ำ และ แรม 8 ค่ำ) ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวตั้งฉากกัน           แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์รบกวนกัน ทำให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงน้อย   เราเรียกว่า  “น้ำตาย” (Neap tides)   ดังรูปที่ 3 ค.

 

จัดทำโดย

อนุรักษ์  โหดสุป 4351441109 B