Thủy triều
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia




Triều cường và triều xuống tại vịnh Fundy.
Thủy triều là hiện tượng nước biển, nuớc sông... lên xuống trong ngày. Trong âm Hán-Việt, thủy có nghĩa là nước, còn triều là cuờng độ nuớc dâng lên và rút xuống. Sự thay đổi lực hấp dẫn từ Mặt Trăng (phần chủ yếu) và từ các thiên thể khác như Mặt Trời (phần nhỏ) tại một điểm bất kỳ trên bề mặt Trái Đất trong khi Trái Đất quay đã tạo nên hiện tượng nước lên (triều cường) và nước rút (triều xuống) vào những khoảng thời gian nhất định trong một ngày.

Nguyên nhân của thủy triều là do thủy quyển có hình cầu dẹt nhưng bị kéo cao lên ở hai miền đối diện nhau tạo thành hình elípsoid. Một đỉnh của elipsoid nằm trực diện với mặt Trăng - là miền nước lớn thứ nhất, do lực hấp dẫn của mặt Trăng gây ra. Còn miền nước lớn thứ hai nằm đối diện với miền nước lớn thứ nhất qua tâm Trái Đất, do lực li tâm tạo ra. Giữa hai nước lớn liên tiếp là nước ròng. Một khi tốc độ góc (tốc độ quay) của Quả Đất không đổi thì lực li tâm lớn nhất nằm ở nơi có bán kính quay lớn nhất: Đó là miền Xích đạo của Trái đất. Tuy nhiên bán kính quay chưa hẳn là bán kính Quả đất tại Xích đạo, là vì: Quả đất không hoàn toàn quay quanh trục của nó, cũng như là Mặt Trăng không hoàn toàn quay quanh Trái đất, mà là: Hệ Quả Đất-Mặt Trăng quay xung quanh điểm trọng tâm của hệ này. Do khối lượng của Trái đất lớn hơn của Mặt Trăng rất nhiều nên Trọng điểm của hệ Trái đất-Mặt Trăng nằm trong lòng Trái đất, trên đường nối tâm của chúng. Tóm lại: Trái Đất vừa quay, vừa lắc.

Thủy triều cực đại đạt được khi mà cả Mặt Trăng và Mặt Trời cùng nằm về một phía với Trái Đất - lực hấp dẫn đạt cực đại, còn khi Mặt Trăng và Mặt Trời nằm đối diện nhau so với Trái Đất thì mức triều lên đạt cực tiểu.

Khái niệm thủy triều được mở rộng trong vật lý học dành cho chênh lệch lực tác động lên các vật thể nằm trong trường hấp dẫn không đều.

Người xưa, sống bao đời gần sông và biển chủ yếu là họ tính theo con nước, theo chu kì của nó (nuớc triều lên và nước triều xuống) và vì thế chính là nhờ vào hiện tượng thủy triều, nên con nguời sống ở thời đó. Họ đã biết cách bắt hải sản như tôm, cua, cá...

Thủy triều còn đóng góp môt phần lớn là làm nên các chiến thắng trên sông Bạch Đằng vào năm 938 của Ngô Quyền trước quân Nam Hán và năm 1288 của nhà Trần trước quân Nguyên-Mông. Cho đến ngày nay thì con người đã biết sử dụng thủy triều để phục vụ cho công nghiệp (như sản xuất điện), ngư nghiệp, như trong đánh bắt hải sản, và khoa học, như nghiên cứu thủy văn.

Một số nơi trên thế giới cư dân vùng ven biển nhận biết có hai loại thủy triều: nhật triều và bán nhật triều. Nhật triều là con nước thủy triều lên và xuống một lần trong mỗi ngày (24 giờ). Bán nhật triều là con nước lên xuống 2 lần trong một ngày, những vùng chịu ảnh hưởng của loại triều này thường nằm ở vĩ tuyến gần xích đạo. Giải thích: Luật hấp dẫn vũ trụ: Mọi vật đều hấp dẫn lẫn nhau. Chẳng hạn như chuyện trái ...mít rơi. Trái mít bị trái đất hút về nó, nhưng trái mít cũng hút trái đất về phía nó, nhưng vì khối lượng trái mít quá nhỏ so với khối lượng trái đất nên trái đất hầu như không dịch chuyển mà ta chỉ thấy trái mít rơi .

Ta có công thức:
F=Km1m2 /d2 Với : F : Lực hấp dẫn (N.) K : Hằng số hấp dẫn =6.67.10-11 d : Khoảng cách (mét) khối lượng Trái Đất 5.97 x10 24 kg Mặt Trăng: 0.073 x10 24 kg Mặt Trời: khối lượng bằng 330 000 lần trái đất Khoảng cách Đất-Trời : 149,6 triệu km Đất - Trăng: 0,384 triệu km Fđất-trăng = K.mđất mtrăng/d1² (1) F đất-trời = K.m đất.m.trời/d2² (2) Fđất-trăng /F đất-trời = 2,5 Tuy mặt trời lớn hơn trái đất 333 000 lần nhưng vì khoảng cách giữa Đất-Trăng nhỏ hơn giữa Đất-Trời nên lực hấp dẫn tác động bởi mặt Trăng lớn hơn lực hấp dẫn của mặt Trời gấp 2,5 lần. Tại sao có 2 thủy triều trong lúc trái dất quay quanh chính nó 24 giờ 1 vòng trong khi ở 1 điểm xác định nào đó trên quả đất chỉ đi ngang qua mặt trăng 1 lần ? Cặp Đất-Trăng quay và chịu một lực ly tâm. Khoảng cách Đất-Trăng lớn nhất ở phía đối bên kia nơi không có mặt trăng, sẽ bằng 61 r thay vì 59 r (r là bán kính trái đất) Theo công thức tính lực hấp dẫn, lực yếu khi khoảng cách tăng. Nghĩa là phía gần mặt trăng (zénith), lực hấp dẫn sẽ lớn hơn phía đối xứng bên kia (Nadir). Do đó nơi gần mặt trăng , lực hấp dẫn sẽ lớn hơn lực ly tâm. Trong trung tâm quả đất hai lực triệt tiêu lẫn nhau (ly tâm = - hấp dẫn) Bên kia quả đất, vì lực hấp dẫn yếu hơn nên lực ly tâm thắng thế. Do đó mà cùng một thời điểm, ta có hai lực FM hướng từ tâm ra ngoài , gây sự biến dạng mặt nước, do đó có 2 lần thủy triều lên trong một ngày.


Lực FM sinh ra thủy triều Tại sao có khi thủy triều dâng thật cao? Mặt trời cũng có ảnh hưởng trên lực sinh ra thủy triều, tuy rằng lực hấp dẫn của mặt trời nhỏ hơn của mặt trăng, nhưng khi cả ba thiên thể thẳng hàng thì lực tạo thủy triều sẽ lớn vì là tổng của hai lực hấp dẫn Trời và Trăng thay vì chỉ có một lực hấp dẫn của Trăng. Nhưng nếu mặt trời thẳng hàng với mặt trăng ngay trên vùng xích đạo, thì thủy triều lớn tối đa