ipsace i tiskace

Kdysi jsem dal neprozřetelný slib, že vám vysvětlím, proč Měsíc zvolna opouští Zemi, až ji nakonec sice neopustí, ale konečné stadium vzájemného vztahu nebude zdaleka tak idylické, jako dnes. Ale k tomu, abyste to, milé bystré uživatelky, pochopily, musíte dokonale znát, co jsou slapové síly. Nebude to tak těžké, když se mnou necháte vést až k úplnému svedení.

Přectavte si se mnou, že se vesmírem potuluje koule z hnědého materiálu, z něčeho, co máte rády, třeba čokolády. Může být malá jako cukrovinka, nebo velká jako Jupiter, nezáleží na tom, závěry budou stejné.

Jak už to tak bývá, žádné těleso není ve vesmíru nikdy samo. Naše koule se může octnout v blízkosti jiného tělesa a nastane vzájemná přitažlivost. Hmotné objekty nejsou vybíravé a přitahujou se vzájemně všechny a vždy, přitažlivá síla je dána součinem jejich hmotností děleného čtvercem jejich vzdálenosti.

Slapová síla (žlutě) je výslednice gravitační síly a setrvačnosti. Působí každém bodě tělesa.

Působením slapových sil se každé těleso v gravitačním poli zdeformuje

Situaci si můžeme nakreslit. Naše hnědá hrdinka se právě octla v těsné blízkosti velmi hmotného tělesa. Může to být třeba černá díra nebo neutronová hvězda, je to jedno, důležitá je zde pouze gravitace. Centrum této gravitace je naznačeno jako červený bod dole. Na každé citlivé místečko na těle naší hrdinky působí vždy dvě síly. (Působí dokonce i uvnitř jejího těla.)

První síla, působící na každičký bod je síla gravitační. Druhá síla je reakcí na zrychlení, které tato gravitační síla způsobuje. Druhou sílu můžeme nazvat silou setrvačnou. (Pro hnidopichy – nehodlám zde rozebírat rozdíl mezi reálnou a virtulární silou, pro výklad je to nepoctatné). Výslednice těchto sil musí býti v rámci celého tělesa rovna nule, to je asi každému zřejmé

Zajímavější to začne být, když si rozebereme směry a velikosti těchto sil. Pro názornost jsem vybral na naší kouli pět mist. Uprostřed, na obou "pólech" (nahoře a dole, přičemž dolní pól je nejblíže středu přitažlivosti cizího tělesa), a ještě dva body na "rovníku", čili na obvodu tělesa v "polovině". Gravitační síla je znázorněna růžovými šipkami, setrvačnost zelenými. Délka šipek odpovídá velikosti každé síly. Všimněme si zajímavé věci. Zelené šipky jsou všechny stejně dlouhé a rovnoběžné, to u tuhého tělesa být musí, setrvačnost působí na společně se pohybující body vždy stejně.

Zcela jinak je tomu u gravitačních šipek. Směřují do jednoho bodu, tudíž nemohou být rovnoběžné. A bod na jižním pólu, který je ke zdroji skoro dvakrát blíž, než bod na severním pólu, je přitahován čtyřikrát silněji, než severní pól. Abychom měli lepší přectavu co to udělá s naší koulí, složíme si zelené i růžové šipky do výslednic, které budou žluté. Ty totiž přectavují skutečné silové působení na každý bod tělesa.

Vidíme, že v těžišti koule se síly navzájem ruší, to je logický závěr. Bod na severu je odtahován dál od středu gravitace, bod na jihu je k němu silně přitahován. A situace na rovníku je ještě zajímavější, neboť vlivem toho, že síly nejsou rovnoběžné, bude jejich výslednice směřovat dovnitř do koule! Když se nad tím zamyslíte, je to jako by se neviditelná ruka snažila kouli ze stran stlačovat, zatímco nahoru a dolu natahovat. Jako když z těsta děláte z koulí válečky – to znáte, ne? Tomuto jevu se říká slapové síly

Výsledek jejich působení uvidíte, když nad obrázkem zašmrdláte myší – koule se mění na vejce, a pokud má slapové působení dostatečně dlouhé trvání, těleso se roztrhá na několik kusů. Ve vesmíru se to běžně děje. Vesmír je plný velikonočních vajec nebo jejich úlomků :-)

Je třeba připomenout, a důkladně si to zapamatujte, že vůbec nezáleží, zda se těleso vůči zdroji gravitace nějak pohybuje. Může jen krátce "letět kolem", může jej trvale obíhat a může dokonce padat volným pádem! Slapové deformační působení se projeví vždy, stačí, aby se těleso ocitlo v gravitačním poli. A protože ve vesmíru neexistuje místo bez gravitace, vyplývá z toho, že slapové síly jsou globálně všudypřítomné. Skutečnost vyplývá ze samotné fyziky, i když se vám to třeba nelíbí. Ono to totiž bude mít pokračování a dozvíte se v něm nepěkné věci, ale teď vám nebudu kazit svátky.

Na úplný závěr jen nakousnu, že v našem životě se slapové působení nejvíc projevuje na soustavě Země - Měsíc. I Měsic je pro Zemi takovým "červeným bodem" a snaží se naši matičku pěkně zdeformovat. Ona ovšem vzdoruje, neboť má srdce z kamene, čili je poměrně tuhá. Co však Měsíci vzdorovat nedokáže, je voda v oceánech. Ochotně podléhá, snaží se vyboulit na jedné straně směrem k Měsíci, na druhé straně směrem od Měsíce. Na "bocích" potom hladina oceánu klesá.

Jistě už všechny víte, že hovořím o přílivu a odlivu, zdaleka nejznámějším a nejhmatatelnějším projevu slapových sil. Je ho možné dokonce energeticky využívat, na světě existují výkonné přílivové elektrárny. Odkud se v nich ta energie bere? Vyčerpá se někdy? Že by to bylo perpetuum mobile?

Není, milé uživatelky, ale o tom fakt až příště. Zatím si zopakujte něco o momentu hybnosti, bude se vám to hodit :-)
Veselé velikonoce!