(havo/vwo, rechtlijnige beweging, arbeid en energie, gevorderd, 15-30 min).
Helaas gebeurt het nog regelmatig dat je in de krant dingen leest die in eerste instantie logisch klinken maar die als je goed nadenkt, aantoonbaar onjuist zijn. Vaak begint het met een simplificatie van de werkelijkheid maar voor je het weet staat er in een krantenartikel iets dat gewoon niet kan kloppen. Deze opgave gaat over zo'n krantenartikel.
Een opgave uit het tijdschrift Exaktueel.
NB: de beschrijving van de getijden is een schitterend maar ook complex stuk natuurkunde. De uitwerkingen hieronder zijn niet volledig. Momenteel (mei 2019) werken we aan een artikel met een vollediger weergave. (redactie Natuurkunde.nl).
Een mooie weergave is bijvoorbeeld ook op YouTube te vinden.
Opgave
a) Gebruik de beschrijving in het artikel om een schets van de getijden op aarde te maken. Geef hierin aan waar (volgens het artikel) het water door de maan wordt aangetrokken.
b) Hoe vaak per dag is het volgens het artikel vloed? Geef een duidelijke uitleg.
c) Hoe vaak is het daadwerkelijk vloed?
d) Hier klopt dus iets niet. Op hoeveel plaatsen op aarde (ten opzichte van de maan) moet het zeewater hoger staan om eb en vloed te kunnen verklaren?
e) Hoe kun je het ontstaan van deze bulten verklaren? Let op: dit is een lastige opgave.
Bij volle maan is het springtij. In het artikel staat dat dat komt omdat de aantrekkingskracht van de maan dan groter is. Dat is natuurlijk onzin. Het is de afstand tot de maan die de grootte van de aantrekkingskracht bepaalt, niet de schijngestalten van de maan.
f) Waarom ontstaat springtij bij volle maan. Is het artikel volledig?
Uitwerking vraag (a)
Voor het gemak hebben we de maan hier in het midden getekend en daar omheen de baan van de aarde getekend. Op de gearceerde plekken zien we waar het water op aarde volgens het artikel wordt aangetrokken.
Uitwerking vraag (b)
• Eén keer per dag. De maan trekt het water op aarde omhoog. Er ontstaat dus een bult van water aan de kant van de aarde die naar de maan toewijst. Aangezien de aarde in een dag één keer om haar as draait is het dus overal op aarde één keer per dag vloed.
Uitwerking vraag (c)
• Twee keer per dag.
Uitwerking vraag (d)
• Twee.
Uitwerking vraag (e)
• Door de maan ondervindt de aarde met het zeewater een kracht in de richting van de maan, de pijl rechts in het plaatje hieronder. In het plaatje staat de maan recht boven de aardevenaar, boven en onder zijn dus de polen. Het water aan de kant het dichtst bij de maan wordt sterker aangetrokken dan het centrum van de aarde en dat weer sterker dan het water aan de verre kant van de aarde. Dit zorgt voor een naar buiten gerichte kracht, dus bij de kant het dichtst bij de maan naar rechts en bij de verre kant naar (let op) links.
Maar er is nog een effect. De maan oefent natuurlijk ook zwaartekracht uit op het water dat niet op de verbindingslijn van aarde en maan ligt (bijvoorbeeld op hogere breedtegraden zoals in het plaatje). De richting van de kracht wijkt (hoe verder weg van die verbindingslijn je komt) steeds meer af van de horizontaal in het plaatje (de evenaar). Dit zijn de kleine pijlen in het plaatje. Deze zorgen ervoor dat het water naar de verbingdingslijn wordt gestuwd. Hierdoor ontstaan er twee bulten van water aan de dichtbije en verre kant van de aarde.
Tijdens één omwenteling van de aarde om zijn eigen as (een dag) draait de starre aardbol eigenlijk 'onder' de waterlaag door. Je komt dan langs twee bulten van water, dus is het twee keer per dag vloed.
Uitwerking vraag (f)
• De zon veroorzaakt ook een getij op aarde. Bij volle maan (en nieuwe maan net zo) staan zon-aarde-maan op 1 lijn. We noemen dat een samenstand of conjunctie. Dan versterken de getijde-effecten van de maan en zon elkaar.
Het artikel is niet volledig, want ook bij nieuwe maan staan zon, maan en aarde is één lijn. Dan is er dus ook springtij.
