น้ำขึ้นน้ำลง (Tides)
แรงไทดัล (Tidal forces) หมายถึง ความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงซึ่งกระทำต่อตำแหน่งต่าง ๆ ของวัตถุชิ้นเดียวกัน
รูปที่ 1 ก.
เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุจะน้อยลง เมื่อวัตถุอยู่ไกลจากกัน” ดังนั้นเมื่อเรียงลูกบิลเลียดสามลูกในอวกาศ โดยมีลำดับระยะห่างจากดาวเคราะห์ ดังรูปที่ 1 ก. จะพบว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 3” มากกว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 2” และมากกว่า “แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์กับลูกบิลเลียดเบอร์ 1” ตามลำดับ
รูปที่ 1 ข.
ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไป (รูปที่ 1 ข.)
– ลูกบิลเลียดเบอร์ 3 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางมากที่สุด
– ลูกบิลเลียดเบอร์ 2 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางน้อยกว่า
– ลูกบิลเลียดเบอร์ 1 จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเคราะห์เป็นระยะทางน้อยที่สุด
รูปที่ 1 ค.
พิจารณาที่ลูกบิลเลียดเบอร์ 2 เป็นหลัก (รูปที่ 1 ค.) จะพบว่า “ระยะทางระหว่างลูกบิลเลียดเบอร์ 1 และเบอร์ 2” และ “ระยะทางระหว่างลูกบิลเลียดเบอร์ 2 และเบอร์ 3” เพิ่มมากขึ้น เราเรียกแรงที่กระทำให้ลูกบิลเลียดทั้งสามกระจายห่างจากกันนี้ว่า “แรงไทดัล”
แรงไทดัลบนโลก:
รูปที่ 2 ก.
แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กระทำ ณ ตำบลต่างๆ ของโลกแตกต่างกัน โดยสามารถวาดลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของแรงดึงดูด ซึ่งเกิดจากอิทธิพลความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ได้ดังรูปที่ 2 ก.
รูปที่ 2 ข.
เมื่อพิจารณาแรงไทดัล ณ ตำบลใดๆ ของโลก
แรงไทดัล = แรงดึงดูดจากดวงจันทร์ ณ ตำบลนั้น ลบด้วย แรงดึงดูดจากดวงจันทร์ ณ ใจกลาง
ของโลก ซึ่งสามารถเขียนลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของแรง ได้ดังรูปที่ 2 ข.
รูปที่ 3 ก.
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 ตำแหน่งหนึ่งๆ บนพื้นผิวโลก จึงเคลื่อนผ่านบริเวณที่เกิดน้ำขึ้น และน้ำลง ทั้งสองด้าน จึงทำให้เกิดน้ำขึ้น – น้ำลง วันละ 2 ครั้ง
รูปที่ 3 ข.
ในวันเพ็ญเต็มดวง และในวันเดือนมืด (ขึ้น 15 ค่ำ และแรม 15 ค่ำ) ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวเดียวกัน แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เสริมกัน ทำให้แรงไทดัลมากขึ้น ระดับน้ำทะเลจึงมีการเปลี่ยนแปลงมากกล่าวคือ น้ำขึ้นสูงมากและน้ำลงต่ำกว่ามาก เราเรียกว่า“น้ำเป็น” (Spring tides) ดังรูปที่ 3 ข.
รูปที่ 3 ค.
ส่วนในวันที่เห็นดวงจันทร์ครึ่งดวง (ขึ้น 8 ค่ำ และ แรม 8 ค่ำ) ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวตั้งฉากกัน แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ไม่เสริมกัน ทำให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงน้อย เราเรียกว่า “น้ำตาย” (Neap tides) ดังรูปที่ 3 ค.
ขอบคุณแหล่ง http://www.pw.ac.th/emedia/
