Por que a Lua está se afastando da Terra devido às marés? Isso é típico para outras luas?

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Depois de ler as perguntas e respostas A lua está se afastando da Terra e se aproximando do Sol? Por quê? sobre as marés transferindo energia para a Lua e empurrando-a da Terra, tenho uma pergunta:

Como essa energia está realmente sendo transferida para a Lua? A criação de marés requer energia, então eu esperaria que isso retirasse a energia da Lua, diminuísse a velocidade e fizesse com que caísse de volta à Terra. Por que isso não está acontecendo?

Finalmente, se esse é o mecanismo geral, outras luas que orbitam em torno dos planetas com uma superfície líquida e causam marés, recuam de seus planetas originais?

Marinheiro Danubiano
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Observe que a recessão só acontece quando o primário está girando mais rápido que o satélite. Quando o satélite está se movendo mais rápido que o primário (como Phobos e Marte), ele entra em espiral, não sai.
precisa saber é o seguinte
@ РСТȢѸФХѾЦЧШЩЪЫЬ: Hum, "mais perto do sol"? Ele também recebe mais longe do Sol, metade do tempo ...
ThePopMachine

Respostas:

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É bem simples, na verdade.

abaulamento das marés

A lua cria marés. Devido às marés, a água sai em direção à Lua (e também no lado oposto).

Mas a Terra também gira muito rápido (uma vez por dia), mais rápido que a Lua orbita a Terra (uma vez por mês). Há atrito entre a Terra em rotação e a protuberância aquosa criada pelas marés. A rotação da Terra "quer" girar a protuberância mais rapidamente.

Com efeito, a rotação da Terra arrasta a protuberância da maré para a frente - a protuberância está sempre um pouco à frente da Lua. Quando a lua está no meridiano, a maré já está diminuindo.

Portanto, há um pouco de massa aquosa extra na Terra, um pouco à frente da Lua. Essa protuberância aquosa interage gravitacionalmente com a Lua.

Isso tem dois efeitos:

  • diminui a rotação da Terra, sugando energia gradualmente (a Lua puxa a protuberância e, portanto, a Terra "volta")
  • que a energia é despejada no movimento orbital da Lua, efetivamente "puxando" para frente

Quando você despeja energia de movimento em um corpo em órbita, ele se estabelece em uma órbita mais alta - uma órbita mais alta significa mais energia. Portanto, a transferência de energia do giro da Terra para a órbita da Lua gradualmente torna a órbita da Lua cada vez maior.

Isso só acontece porque a Terra está girando mais rápido do que a Lua a orbita. Se a Terra estivesse presa à Lua (girando exatamente tão rápido quanto a Lua a orbita), então nenhuma transferência aconteceria. Se a Terra estivesse girando mais lentamente que a órbita da Lua, a transferência seria oposta (do movimento orbital da Lua à rotação da Terra).


Nota: Contraintuitivamente, um satélite com mais energia realmente se move mais devagar, mas em uma órbita mais alta. A energia extra é usada para elevar a órbita, não para acelerar sua velocidade. Por que isso acontece exatamente é uma discussão completa.

Florin Andrei
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Também existe uma onda no manto derretido da Terra?
precisa saber é o seguinte
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A Terra inteira, incluindo a crosta "sólida" e seu interior macio, experimenta uma maré devido à Lua; em escala planetária, não há sólidos verdadeiros. Chama-se maré da terra. A amplitude é da ordem de dezenas de centímetros. web.ics.purdue.edu/~ecalais/teaching/eas450/Gravity3.pdf
Florin Andrei
@ user104372 A energia não existe apenas na forma de energia cinética. Nesse caso, a energia total (cinética mais potencial) de uma órbita mais larga é maior. Esta é realmente a física básica sobre a qual você está discutindo.
Rob Jeffries
Re É bem simples, na verdade. Não é tão simples assim. A imagem verdadeira é muito mais complexa do que esta imagem simples. A protuberância da maré, conforme representada na imagem, não existe. Se existisse, a maré alta ocorreria logo após o culminar lunar (e depois 12 horas e 25 minutos depois disso). Isso é muito raramente observado. De fato, essa maré não pode existir. Para obter a imagem correta, seria necessário integrar os efeitos dos oceanos na Lua por um longo período de tempo (de preferência 18 anos ou mais). Nossos modelos ainda não estão lá.
David Hammen
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Você identificou corretamente que as forças das marés estão transferindo energia da Terra para a Lua. Essa energia faz com que a órbita da Lua fique maior, diminuindo a velocidade.

É um pouco contra-intuitivo, mas se você pensar bem, a Terra gira uma taxa de 1 rotação por dia. A Lua está orbitando a Terra com um período de aproximadamente 27,3 dias. Se acelerasse, sua órbita diminuiria, aproximando-a da Terra.

Para responder ao seu ponto final, todas as outras luas causam marés em seus planetas pais e estão se afastando deles, mas os efeitos são muito menores devido à maior diferença de tamanho. O sistema Terra / Lua é único no Sistema Solar, pois a proporção dos tamanhos dos corpos é relativamente próxima uma da outra.

ChrisF
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Os outros sistemas planeta / lua que também têm essa propriedade embora. As luas giram lentamente para fora.
Rory Alsop
Eu ainda não entendo como acelerar a Lua iria diminuir sua órbita, pelo que me lembro, mais rápido o corpo se move, o mais distante é a órbita ...
Danubian Sailor
@ ŁukaszLech Isso é um equívoco, o quadrado do período orbital é igual ao cubo de sua distância média ( 3ª lei de Kepler ), mas como o tamanho da órbita escala apenas linearmente com a distância, a velocidade escala como r ^ (- 1 / 2), ou seja, diminuindo com a distância.
30713 Guillochon
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Exemplos: a 150 milhas acima, a velocidade orbital é de 17000 mph. Em 22000 milhas acima, é apenas 7000 mph.
Rory Alsop
Interessante. Mas quando o corpo está desacelerando, a força centrífuga reduz, portanto, não é mais capaz de igualar a gravidade, e o corpo cai? É isso que acontece com os satélites de baixa órbita?
Danubian Sailor