Física del bloqueo de marea: ¿puede subamortiguarse el proceso?

¿Es posible que un satélite que se somete al proceso exceda la tasa de rotación requerida para el bloqueo de marea? Por ejemplo, si su velocidad de rotación se está reduciendo, ¿puede volverse más lento de lo que necesita para el bloqueo de marea y luego oscilar hacia atrás cuando se le aplica torque en el otro sentido? Si puede suceder, ¿cuánto tiempo puede persistir tal oscilación?

Respuestas (2)

Por lo que yo entiendo del fenómeno (y está un poco fuera de mi timonera, por lo que puede que me esté metiendo el pie en la boca), el bloqueo de las mareas es totalmente el resultado de la amortiguación: la fricción del fluido y las tensiones sólidas que convierten la energía de rotación en calor porque del gradiente en la fuerza del campo gravitatorio.

Entonces, si elimina la amortiguación, no hay ningún efecto, no habría una desaceleración de la velocidad de rotación. Si reduce la amortiguación (haciendo que el satélite sea más rígido o alejándolo más del padre, etc.), simplemente se bloquearía por marea más lentamente.

Una analogía lineal sería un libro deslizándose por el suelo y deteniéndose. No pensarías que si quitas la fricción, podría sobrepasar ese punto y luego volver.

Esta es una forma interesante de verlo, y puede que tengas razón. Pero en su ejemplo, la energía se pierde como calor, por lo que no puede volver a convertirse (fácilmente) en energía mecánica. En el caso de bloqueo de marea, la energía rotacional se convierte en un cambio en la rotación del primario y/o un cambio en la altitud orbital para preservar el momento angular. ¿No podría ir al revés?
@ThePopMachine Creo que esta respuesta es correcta: la rotación planetaria no es un oscilador armónico, por lo que no se aplican las nociones de amortiguación excesiva/inferior/crítica. La analogía de la fricción es acertada (aunque lo admito, esto también está fuera de mi dominio). El artículo de Wikipedia proporciona una referencia a un documento que probablemente sea exactamente el indicado para lo que desea saber. Es donde la expresión para t yo o C k proviene de esa página.
@ThePopMachine, en ambos casos, la energía se pierde como calor y, en ambos casos, se conserva el momento lineal y angular. En lugar de un libro en el piso, imagine un libro deslizándose sobre un carro de juguete rodante. Las velocidades de ambos cambian para reducir la velocidad relativa a cero. En el proceso, KE se pierde mientras que se conserva la cantidad de movimiento. Una vez bloqueado, el libro no volverá a deslizarse aunque el coche haya acelerado.
@BowlOfRed: Una vez más, es posible que tengan razón, pero no estoy seguro. Imagina este caso extremo y dime qué está mal con el experimento mental:
Imagina que tienes un cuerpo oblongo rígido en una órbita perfectamente circular. Y digamos que está casi bloqueado por marea, por lo que el eje principal apunta casi hacia el primario y la rotación casi coincide con la revolución. Entonces, ¿estaría de acuerdo en que experimenta un par de restauración debido a que la gravedad tira de la parte más cercana del satélite que quiere mantener el eje principal apuntando al cuerpo grande? ¿Esto no oscilará?
Ah, sí, si el cuerpo ya estuviera casi bloqueado por marea, estoy de acuerdo en que el eje principal se movería de un lado a otro como un péndulo. Pero eso es un poco diferente del bloqueo de marea. Si ese cuerpo perfectamente rígido tuviera suficiente energía rotacional para completar una rotación completa sobre su eje, entonces continuaría rotando eternamente a la misma velocidad; el momento angular neto impartido por la gravedad del primario sería cero en el transcurso de una revolución completa.
@Brionius: Bien, veo lo que dices, aunque creo que todavía hay un par neto pequeño debido al retraso en la aplicación del par debido a la relatividad -- IIRC, este efecto tiene un nombre -- alguien más tendrá para suministrar el término.

Supongo que depende de lo que quieras decir con "oscilar hacia atrás". Creo que aquí estábamos pensando en cosas diferentes.

Una mejor analogía podría ser un péndulo circular vertical (uno que es libre de dar toda la vuelta). Si le damos mucha energía al péndulo, girará alrededor del eje. Si hay fricción, el péndulo eventualmente no tendrá suficiente energía para llegar a la parte superior y se balanceará hacia adelante y hacia atrás en la parte inferior.

Un planeta que se bloquee por mareas se comportará de manera similar.

Cuando mencionaste "oscilar hacia atrás más rápido", imaginé que querías decir que podría girar en la otra dirección (completamente) o aumentar la velocidad en la otra dirección. No hará eso. Oscilará con amplitud decreciente. Si esa es la oscilación a la que te refieres, entonces sí puede, y con una amortiguación mínima puede persistir indefinidamente (como un péndulo con una amortiguación mínima).

Gracias, el uso de la palabra 'más rápido' fue como mínimo confuso. Probablemente estaba pensando en la inversión de la dirección de rotación cuando escribí 'más rápido'. En cualquier caso, lo eliminé.
Física del bloqueo de marea: ¿puede subamortiguarse el proceso?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v