Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

2014 Oceanografia per PAS 5

Il mareografo

fondamentale di

Genova

2014 Oceanografia per PAS 6

[1] Un fenomeno a carattere periodico, anche se la sua intensità è limitata, può esaltare i suoi

effetti e produrre sollecitazioni fortissime se determina una risonanza in un sistema. La

risonanza si verifica quando la forza periodica agisce su un "corpo" il cui periodo di

oscillazione proprio (determinato dalle dimensioni e dalla distanza tra i punti) coincida o sia

multiplo di quella sollecitante. Anche i bacini marini hanno propri periodi di risonanza.

2014 Oceanografia per PAS 7

Le maree astronomiche

1

2

3

4

2014 Oceanografia per PAS 12

La teoria “statica” delle maree

2014 Oceanografia per PAS 13

La teoria statica delle maree

• limitando lo studio della marea al sistema Terra-Luna, trascurando

la presenza di altri astri;

• pensando che Terra e Luna siano di forma sferica e omogenee;

• assumendo che tutta la superficie terrestre sia coperta da uno strato

d'acqua continuo;

• trascurando la rotazione della Terra intorno al proprio asse;

• ricordando che la Luna è dotata di un movimento di rivoluzione

sinodica (anche detta lunazione o mese lunare: il tempo che la luna

impiega per riprendere la stessa longitudine celeste del sole)

intorno alla Terra che si compie in 29,53 giorni.

… secondo tale teoria le particelle d'acqua poste sulla superficie

terrestre sono soggette a due forze:

• la forza di attrazione gravitazionale dovuta alla Terra e alla Luna

• la forza centrifuga dovuta alla rotazione di Terra e Luna intorno al

comune centro di massa

2014 Oceanografia per PAS 14

Forza centrifuga e attrazione gravitazionale: se la Terra e la Luna non ruotassero intorno al

comune centro di massa, non si verrebbe a generare quella forza centrifuga che equilibra

l'attrazione gravitazionale tra le due masse ed impedisce che i due astri si scontrino.

Istante per istante infatti la forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra sulla Luna

è equilibrata dalla forza centrifuga originata dalla rivoluzione della Luna intorno alla Terra;

allo stesso modo la forza di attrazione che la Luna esercita sulla Terra è equilibrata dalla forza

centrifuga originata dal movimento della Terra intorno al comune centro di massa.

La rivoluzione lunare intorno alla Terra avviene intorno al centro di massa del sistema:

è il centro di massa del sistema Terra-Luna che compie un'orbita di tipo “kepleriano”

intorno al sole . orbita del centro

della terra

orbita del

centro di massa orbita del

centro della luna

2014 Oceanografia per PAS 15

Il centro di massa, poiché la massa della Terra è circa 81 volte la massa della Luna, si

trova a circa due terzi del raggio terrestre sulla congiungente Terra-Luna.

2014 Oceanografia per PAS 16

Consideriamo adesso i

punti 1, 2, 3, 4 sulla

superficie terrestre

Dopo un quarto del

movimento della Terra

intorno al centro di massa, i

punti 1, 2, 3, 4 si saranno

portati nella posizione in

figura (tra le ipotesi poste si

trascurava la rotazione della

Terra intorno al proprio asse).

2014 Oceanografia per PAS 17

Immaginando di completare la rotazione del centro della Terra intorno al centro

di massa, si intuisce che i punti 1, 2, 3 e 4 descrivono una circonferenza (nella

figura precedente è punteggiata) di raggio pari alla distanza centro Terra - centro di

massa.

Poiché tutti i punti descrivono la stessa circonferenza si arriva all'importante

conclusione che tutti i punti della Terra sono soggetti ad una identica forza

centrifuga dovuta appunto alla rotazione intorno al centro di massa e che questa

forza è diretta secondo la congiungente istantanea Terra-Luna (ricordare che non si

sta considerando per adesso l'effetto della rotazione della Terra intorno al proprio

asse).

Il modulo della forza, stante l'equilibrio del sistema Terra-Luna sarà pari alla

forza di attrazione che la luna esercita sul centro della Terra.

2014 Oceanografia per PAS 18

La forza di attrazione lunare è invece diretta verso il centro della Luna così come

illustrato nella Figura, in cui la vicinanza tra Luna e Terra è molto esagerata; il

modulo della attrazione gravitazionale lunare non è rappresentato fedelmente, ma

vuole far capire come l'attrazione è massima nel punto 4, assume valori intermedi

nei punti 1 e 3 ed è minima nel punto 2. Inoltre poiché nel centro della Terra è F =

c

F , e la F è uguale in tutti i punti della Terra, si avrà che, in modulo, nel punto 2

AL(CT) c

la F è maggiore della F , nel punto 4 la F è minore della F , nei punti 1 e 3 la F

c AL1 c AL4 c

è leggermente maggiore della F e della F .

AL1 AL3

2014 Oceanografia per PAS 19

……. risultante

2014 Oceanografia per PAS 20

Nei punti 1, 2, 3 e 4 la risultante è “radiale”; nei punti intermedi la forza è soprattutto

parallela e quasi orizzontale alla superficie terrestre.

Sotto l'azione della forza generatrice di marea le particelle d'acqua, che abbiamo

ipotizzato avere spessore continuo e uniforme, si dispongono secondo una superficie

ellissoidica che ha il proprio asse maggiore orientato lungo la congiungente istantanea

Terra-Luna.

Della forza di marea si possono considerare la componente verticale (diretta come la

gravità terrestre) che provoca una lievissima fluttuazione del peso e la componente

orizzontale che provoca invece scorrimenti orizzontali anche cospicui delle masse

d'acqua (correnti di marea) a loro volta responsabili di variazioni del livello dei bacini.

La componente orizzontale produce quello spostamento orizzontale dell'acqua che si

chiama onda di marea e da cui derivano tutti i fenomeni delle maree. Le componenti

verticali e quelle orizzontali sono dello stesso ordine di grandezza e valgono circa un

novemilionesimo della forza gravitazionale terrestre.

2014 Oceanografia per PAS 21

massima

2014 Oceanografia per PAS 22

Maree teoriche dovute all'azione combinata del Sole e della Luna

2014 Oceanografia per PAS 26

Nell'ordine, si esamineranno le seguenti situazioni:

• il Sole e la Luna si mantengono entrambi sul piano dell'equatore celeste a distanza

media e costante dalla Terra,

• movimento in declinazione di Sole e Luna,

• variazione della distanza Terra-Luna e Terra-Sole.

Primo quarto-quadratura

L 3 L 2

L 4 B M

M 1

2 L

P 1

n A Sole

C

Luna piena O Luna nuova

sizigia L Sizigia

5 M

M 4

3 D L 8

L 6

2014 Oceanografia per PAS 27

Ultimo quarto - quadratura

L 7

Sole

☺ 2014 Oceanografia per PAS 28

Luna in L1

Ampiezza

Con il novilunio i due astri producono due ellissoidi di marea i cui assi maggiori coincidono dando

luogo ad una marea lunisolare che è la somma delle maree prodotte dai due astri. Si ha un'alta marea in

A (somma della alta marea lunare e della alta marea solare) ed in C (somma della alta marea antilunare e

della alta marea antisolare), mentre si ha bassa marea lunisolare in B ed in D. Poichè le forze di

attrazione lunare e solare sono concomitanti, le alte maree sono più “alte” e le basse maree più “basse”

che nelle altre posizioni. Questa situazione è detta di sizigia.

Fase

Considerando la rotazione della Terra intorno al proprio asse nel senso indicato dalla freccia, i punti

della superficie terrestre si trovano con il proprio meridiano in direzione di Luna e Sole,

simultaneamente al passaggio dei due astri al meridiano ed all'antimeridiano rispettivamente.

L Sempre per la rotazione terrestre

3 l'osservatore nel punto A, dopo

L 2 circa un quarto di giorno lunare

L 4 (circa 6 ore e 12 minuti), verrà a

B M

M trovarsi in B e sarà soggetto ad

1

2 una bassa marea.

L

P 1

n Sole

A

C L'altezza delle maree, così come

O in tutti i casi successivi, è

L 5 massima nei punti situati

M all'equatore e tanto più piccola

M 4

3 quanto più elevata è la

D L 8 latitudine.

L 6 2014 Oceanografia per PAS 29

L 7

Luna in L2

Nei giorni tra la luna nuova ed il primo quarto, gli assi degli ellissoidi di marea lunare e solare,

sempre diretti verso i rispettivi astri formano angoli diversi dando luogo ad un ellissoide di

marea lunisolare il cui asse maggiore ha una direzione intermedia. L'asse maggiore della marea

lunisolare assume infatti la direzione M3-M1 compresa tra le direzioni O-L2 e O-Sole. L'alta

marea in questo periodo pertanto si verifica prima che la luna passi al meridiano o

all'antimeridiano dell'osservatore. L 2

L 3 L 2 M

1

L 4 B M

M 1

2 Sole

L

P 1

n A Sole

C O

L 5 M

M 4

3 D L 8

L 6

2014 Oceanografia per PAS 30

L 7

Luna in posizione L3

Al primo quarto l'asse maggiore dell'ellissoide di marea lunare è perpendicolare all'asse maggiore

dell'ellissoide di marea solare: si ha alta marea lunare in B, alta marea antilunare in D, mentre in A

e in C si ha una bassa marea lunare. In questa situazione le alte maree dovute alla Luna coincidono

con le basse maree dovute al sole. Si avranno quindi in B e D alte maree lunisolari meno alte e

basse maree meno basse che nella situazione precedente. Questa situazione è detta di quadratura.

Anche in questo caso il fenomeno è simultaneo al passaggio della Luna al meridiano e

antimeridiano dell'osservatore.

L 3 L 2

L 4 B M

M 1

2 L

P 1

n A Sole

C O

L 5 M

M 4

3 D L 8

L 6

2014 Oceanografia per PAS 31

L 7

Luna in posizione L4

Nei giorni tra il primo quarto e il plenilunio, l'asse maggiore della marea lunisolare

assume la direzione Terra-M2 compresa tra le direzioni Terra-L4 e Terra-Sole. L'alta

marea in questo periodo pertanto si verifica dopo che la luna è passata al meridiano o

all'antimeridiano dell'osservatore.

L 3 L 2

L 4 B M

M 1

2 L

P 1

n A Sole

C O

L 5 M

M 4

3 D L 8

L 6

2014 Oceanografia per PAS 32

L 7


PAGINE

48

PESO

924.93 KB

AUTORE

Teemo92

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Esame: Navigazione
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria energetica
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2014-2015

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Teemo92 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Navigazione e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Trossarelli Giorgio.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Navigazione

Meteorologia marittima, Dispensa di Navigazione
Dispensa
Meteorologia marittima, Dispensa di Navigazione
Dispensa
Oceanografia, Dispensa di Navigazione
Dispensa
Oceanografia, parte due, Dispensa di Navigazione
Dispensa