Plima i oseka su fascinantne pojave koje nastaju zbog uzajamnog gravitacionog delovanja Zemlje i Meseca. Iako je jasno da Zemlja privlači Mesec i drži ga u orbiti, Mesec takođe privlači Zemlju. Ova privlačnost ima vidljive posledice – pomeranje vodenih masa na Zemlji.
Gravitaciona interakcija Zemlje i Meseca
Prema Njutnovom zakonu gravitacije:
$ F = \gamma \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} $
Gde su:
- $m_1, m_2$ – mase Zemlje i Meseca,
- $r$ – rastojanje između njihovih centara,
- $\gamma$ – univerzalna gravitaciona konstanta.
Mesec privlači Zemlju istom silom kojom Zemlja privlači Mesec. Međutim, zbog ogromne mase Zemlje, Mesec ne može značajno deformisati čvrstu površinu planete. Ali okeani i mora, koji čine oko 70% Zemljine površine, lako menjaju oblik pod dejstvom gravitacije.
Kako nastaje plima?
Mesečeva gravitacija privlači vodene mase na strani Zemlje koja je okrenuta ka Mesecu, stvarajući izbočinu vode – plimu. Kada Mesec menja položaj, izbočina se pomera, pa se nivo mora menja.
Zašto postoje dve plime dnevno?
Plima se ne javlja samo na strani okrenutoj ka Mesecu, već i na suprotnoj strani Zemlje. Zašto?
Zemlja i Mesec se ne okreću oko centra Zemlje, već oko zajedničkog centra mase (baricentra), koji se nalazi unutar Zemlje, na oko ¾ njenog poluprečnika od centra ka Mesecu. Zbog ovog kružnog kretanja, Zemlja je pod dejstvom centripetalne sile koja je posledica gravitacije Meseca.
Ali svako kružno kretanje prati i inercijalna (centrifugalna) sila, koja deluje na suprotnu stranu od Meseca. Ova sila povlači vodene mase na drugu stranu Zemlje, stvarajući drugu izbočinu vode – drugu plimu.
Plima i oseka tokom dana
Zbog rotacije Zemlje, svaka tačka na njenoj površini prolazi kroz dve izbočine vode u toku jednog dana:
- Plima – kada je tačka ispod izbočine vode,
- Oseka – kada je tačka između izbočina.
Razmak između dve plime je oko 12 sati.
Ključni uzroci plime i oseke
- Gravitaciona sila Meseca – privlači vodu ka sebi.
- Centrifugalna sila – nastaje zbog kružnog kretanja Zemlje i Meseca oko zajedničkog centra mase.
Dodatni uticaji
- Sunčeva gravitacija takođe utiče na plimu i oseku, ali u manjoj meri.
- Kada se Sunce, Zemlja i Mesec nađu u liniji (mlad mesec ili pun mesec), plime su najveće (tzv. sizigijske plime).