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El campo de marea: aproximación estática

schemamaree.png

Las fuerzas de marea son fuerzas diferenciales

La Tierra no es un punto, sino que tiene unas dimensiones finitas. Es decir la intensidad del campo gravitacional de la Luna varía con la inversa del cuadrado de la distancia a la misma. La consecuencia de ello es una atracción diferencial que deforma la Tierra. Se puede estimar el valor del campo de marea dGm en el contexto del modelo de océano global. Se demuestra que el módulo de dGm es del orden de 3 2GmR/D

Demostración

Cálculo del campo de marea. Se estima la marea creada por la Luna L en un punto P del globo terrestre cuyas coordenadas son dadas en función al centro O de la Tierra. Se denota D a la distancia OL y R al radio terrestre. La componente del campo de marea dGm en P representa la diferencia de campo lunar entre los puntos O y P . Los cálculos se reducen a primer orden con respecto al término R/D (puesto que R/D -~ 6400/380 000 -~ 1.7 % ) :

PL OL dG = Gm ------ - Gm ------ m P L3 OL3 |_ _| |_ PO---+--OL---- -OL--- _| = Gm 3 - 3 |_ P L OL _| PO OL OL -~ Gm |_ ------+ ------ - ----- _| D3 P L3 D3

Se estima entonces el término 3 OL/PL de la ecuación precedente, introduciendo la relación de Chasles PL=PO + OL , y aplicando el primer orden en PO/OL = P O/D :

OL---- ---OL------- ---------OL------------ 3 = 2 3/2 = 2 3/2 P L [PL ] [(PO + OL) ] OL -~ ----------------------------------- D3 (1 + 2 PO.OL/D2)3/2 OL ( 2) -~ ------ 1 - 3 PO.OL/D D3

Se encuentra entonces para el campo de marea dGm introduciendo los vectores unitarios u y v de tal manera que OL=D u y PO= - R(cos h u + sin h v) :

|_ PO 3 PO.OL OL _| dG = Gm |_ ------- -------------- ----- _| m D3 D2 D3 Gm--- = 3 [- R (cos h u + sin h v) + 3R cos h u] D GmR = --------[2 cos h u - sin h v] D3


marchp.png Se pueden comparar los módulos de los campos de marea y gravitacional:
| | 3 ||dGm || GmR/D ||------|| -~ ----------3--- -~ R/D | G | Gm/D
A partir de este análisis se puede deducir que el efecto de marea:
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