Orioniden 2014   –   Google Play SterHemel  app  MijnHemel App Store   –   Hemel vannacht   –   Weer   –   Vragen over de Maan   –   FAQ   –   Zon en Maan   –   Maanfasekalender   –   Verschijnselen   –   Op/onder   –   Astrokalender   –   Hemelkaart     Naar de hoofdpagina Contact HemelApps FAQ Google Play App Store YouTube Google agenda Facebook Twitter


Logo hemel.waarnemen.com

Hoe ontstaan eb en vloed?


Ik weet dat eb en vloed ontstaan door de aantrekkingskracht van de Maan, maar hoe werkt dat precies en hoe komt het dat het tweemaal per dag eb en vloed is?




Eb en vloed (de getijden) ontstaan inderdaad hoofdzakelijk door de aantrekkingskracht van de Maan, en in mindere mate van de Zon. Laten we als voorbeeld de werking van de invloed van de Maan nemen, die van de Zon werkt ongeveer op dezelfde manier.

De Maan draait om de Aarde, doordat de Aarde aan de Maan trekt met haar zwaartekracht. De zwaartekracht tussen twee lichamen, zoals de Aarde en de Maan, is groter naarmate de massa van de lichamen groter is, en kleiner naarmate de afstand tussen de twee lichamen groter is. De invloed van de zwaartekracht van een lichaam is eveneens groter wanneer het lichaam meer massa heeft en kleiner wanneer je je verder van dat lichaam af bevindt. Doordat de Aarde ongeveer 81 maal zwaarder is dan de Maan, draait de Maan hoofdzakelijk om de Aarde en niet andersom.

Echter, de Maan heeft ook massa en trekt dus aan de Aarde, al is het effect geringer. In werkelijkheid draaien de twee objecten om een gemeenschappelijk zwaartepunt. Dat gemeenschappelijk zwaartepunt bevindt zich echter veel dichter bij de Aarde dan bij de Maan. Aangezien de Aarde circa 81 maal zwaarder is dan de Maan, bevindt zich dat punt op 1/81-e deel van de afstand tussen de Aarde en de Maan. De gemiddelde afstand tussen beide objecten is 384.401 km, dus het zwaartepunt ligt op ongeveer 4730 km van het centrum van de Aarde, dus nog binnen het Aardoppervlak. Terwijl de Maan dus één omwenteling maakt, hobbelt de Aarde eenmaal een klein rondje om een punt dat binnen de Aarde ligt.

Belangrijk voor ons verhaal is dat de Maan dus 'aan de Aarde trekt'. Zoals we al zagen, is die kracht kleiner wanneer de afstand groter is. Wanneer je op de Aarde zou staan aan de kant waar de Maan zich bevindt, dan is die invloed van de Maan dus groter dan wanneer je je in het centrum van de Aarde zou bevinden, en die invloed is weer groter dan wanneer je je aan de kant van de Aarde zou bevinden die van de Maan afgekeerd is. Figuur 1 laat dit zien in een schematische afbeelding (dus niet op schaal!). De figuur toont de Aarde gezien vanaf de Noordpool ('bovenkant'). De Maan bevindt zich rechts buiten beeld, in de richting van de witte pijl. De rode pijlen geven de aantrekkingskrachten aan die de Maan uitoefent op verschillende plaatsen op Aarde. De rechterkant van de Aarde bevindt zich het dichtst bij de Maan, en daar is de kracht dus het grootst (en de pijl dus het langst). Het centrum van de Aarde is verder van de Maan en dus is daar de kracht kleiner. Aan de verre kant van de Aarde is de afstand het grootst en de kracht het kleinst.

Figuur 1: Kracht van de Maan op verschillende punten op Aarde.

Figuur 1: Schematische weergave van de kracht die de Maan uitoefent op verschillende punten op Aarde. De krachten zijn weergegeven ten opzichte van het Aarde-Maan-systeem.


Wat is nu het effect van al deze verschillende krachten? Om te beginnen werkt er een nettokracht op de hele Aarde. Aangezien de Aarde een nagenoeg vast lichaam is, vervormt de Aarde hierdoor nauwelijks (slechts een paar centimeter), maar reageert de Aarde voornamelijk als geheel op deze kracht. De Aarde gaat immers om het gemeenschappelijk zwaartepunt draaien, wat een centrifugaalkracht oplevert die precies tegengesteld is aan de aantrekkingskracht van de Maan. Hetzelfde, maar veel duidelijker, geldt voor de Maan; de Maan wordt naar de Aarde getrokken, maar valt nooit op de Aarde, doordat de zwaartekracht van de Aarde vrijwel precies gelijk is aan de centrifugaalkracht die ontstaat als gevolg van de baanbeweging van de Maan.

Voor de Aarde geldt dus ook dat de kracht die de Maan op de Aarde als geheel uitoefent, wordt tegengegaan door de centrifugaalkracht die ontstaat door de beweging van de Aarde om het gemeenschappelijk zwaartepunt. Dat betekent dat de kracht die we in het centrum van de Aarde hebben getekend in Figuur 1 wordt opgeheven door een even grote kracht in de tegengestelde richting. Echter, aangezien die tegengestelde kracht voor de hele Aarde geldt (immers, de hele Aarde beweegt om dat zwaartepunt), moeten we alle krachten in Figuur 1 compenseren voor deze centrifugaalkracht. Voor het centrum van de Aarde is dat gemakkelijk; de pijl in Figuur 1 wordt gecompenseerd door een pijl met dezelfde lengte, maar tegengestelde richting. Het resultaat is dan dus nul; er blijft geen kracht of pijl over. De rechter pijl is echter langer dan de pijl in het centrum. Wanneer we voor de centrifugaalkracht compenseren, blijft er een kleinere pijl over, die nog steeds naar de Maan wijst. De linker pijl tenslotte is korter dan de centrale pijl. Wanneer we hier compenseren voor de centrifugaalkracht, die groter is en tegengesteld, blijft een kleine negatieve kracht over. Een kracht/pijl in de andere richting dus, weg van de Maan. Het resultaat is Figuur 2.

Figuur 2: Kracht van de Maan op verschillende punten op Aarde.

Figuur 2: Schematische weergave van de kracht die de Maan uitoefent op verschillende punten op Aarde. De krachten zijn weergegeven ten opzichte van (het centrum van) de Aarde.


We zien nu dus dat er twee krachten zijn die van het centrum van de Aarde afwijzen. De eerste is aan de kant van de Aarde waar de Maan zich bevindt, zoals we waarschijnlijk verwachtten. De andere is minder intuïtief en bevindt zich juist aan de kant van de Aarde die het verst van de Maan verwijderd is. Het feit dat de krachten aan beide kanten van de Aarde werken, en in beide gevallen van het centrum van de Aarde afwijzen (dus 'omhoog'), is de oorzaak van het ontstaan van twee vloedbergen in plaats van slechts één.

Er bevindt zich dus een vloedberg aan de kant van de Aarde die naar de Maan toegekeerd is en een aan de kant van de Aarde die van de Maan afgekeerd is, zoals getekend in Figuur 2 (de lichtblauwe ovaal). De Aarde draait om haar as in veel kortere tijd dan de Maan eenmaal om de Aarde loopt, en dus draait de Aardkorst onder deze vloedbergen door. Na één omwenteling van de Aarde is de Maan echter een beetje opgeschoven in zijn baan, en dus moet de Aarde gemiddeld nog 50 minuten verder draaien voor de Maan weer boven hetzelfde deel van het Aardoppervlak staat. Aangezien de ene vloedberg zich (ongeveer) in de richting van de Maan bevindt, duurt het dus gemiddeld een dag en 50 minuten voordat dezelfde vloedberg zich opnieuw op dezelfde plaats op Aarde voordoet. In de tussentijd is de andere vloedberg ook nog voorbijgekomen, zodat het gemiddeld iedere 12 uur en 25 minuten eenmaal vloed en dus ook eenmaal eb is.

Figuur 2: Kracht van de Maan op verschillende punten op Aarde.

Figuur 3: Door de rotatie van de Aarde om haar as liggen de twee vloedbergen niet op de lijn die de Aarde en de Maan verbindt, maar lopen deze een beetje voor (hier overdreven weergegeven).


Op de afbeeldingen in Figuur 1 en 2 staan de vloedbergen afgebeeld alsof ze precies uitgelijnd zijn met de Maan. In werkelijkheid is dat niet precies het geval. De reden is dat de Aarde onder deze vloedbergen door draait, zoals we al zagen. De Aarde draait van west naar oost (waardoor het vanaf de Aarde lijkt alsof de Zon van oost naar west beweegt) en de vloedbergen blijven min of meer naar de Maan wijzen. Voor een waarnemer op Aarde lijken dus de vloedbergen van oost naar west te bewegen. Al dat water 'wil' dus in bijna 25 uur eenmaal de Aarde rond stromen, wat niet bepaald gemakkelijker wordt gemaakt door het feit dat er nogal wat continenten in de weg zitten. Het gevolg hiervan is dat er veel wrijving ontstaat door het bewegende water. Die wrijving zorgt ervoor dat de vloedbergen een beetje 'meegesleurd' worden door de roterende Aarde, en dus bevindt de ene vloedberg zich niet precies onder de Maan, maar loopt deze een beetje voor, zie Figuur 3. Voor een waarnemer op Aarde duurt het dus tot een tijdje nadat hij zich onder de Maan bevond voordat hij zich bij de vloedberg bevindt. De vloedberg komt hierdoor dus aan nadat de Maan in het hoogste punt stond.

De wrijving van het water dat over de Aarde stroomt, en het verschuiven van de vloedbergen zorgen er uiteindelijk voor dat er energie verloren gaat, zodat de Aarde langzamer gaat roteren en de Maan verder van de Aarde af komt te staan. Dit wordt toegelicht op de pagina Wordt de afstand tussen de Maan en de Aarde kleiner of groter?.

Zoals in het begin opgemerkt heeft de Zon een vergelijkbare invloed als de Maan, maar in mindere mate. In feite veroorzaakt de Zon haar eigen getijdenbergen, die dus veel minder hoog zijn dan die welke door de Maan veroorzaakt worden. Wanneer de Zon en de Maan in dezelfde richting staan, dus bij Nieuwe Maan, wijzen de twee paar vloedbergen in dezelfde richting en versterken de effecten van de twee getijdensystemen elkaar. We spreken dan van springtij of springvloed. Bij springtij is de waterstand bij vloed hoger en (dus) bij eb lager dan bij een gemiddelde vloed of eb. Dit is dus het geval bij Nieuwe Maan, maar ook bij Volle Maan, wanneer de Zon precies tegenover de Maan aan de hemel staat (ook dan staan de drie objecten precies op één lijn, zie Hoe ontstaan de fasen van de Maan?). Als Zon en Maan vanaf de Aarde gezien 90° uit elkaar staan, werken de twee getijdensystemen elkaar juist tegen en zwakken ze elkaar af. We spreken dan van doodtij en eb en vloed zijn op dat moment minder extreem dan gemiddeld. Doodtij komt dus voor bij het Eerste of Laatste Kwartier van de Maan.


Zie ook:
Hoe ontstaan de fasen van de Maan?
Wordt de afstand tussen de Maan en de Aarde kleiner of groter?

www.getij.nl: Erg duidelijke uitleg en actuele gegevens op een site van Rijkswaterstaat

De Maan
Vannacht aan de hemel: Maan, planeten en deepsky-objecten
Opkomst en ondergang van de Maan
Zon en Maan op dit moment
Zelf maanfasen berekenen
Dagelijkse gegevens van de Maan


App Store       Google Play                

Orioniden 2014   –   Google Play SterHemel  app  MijnHemel App Store   –   Hemel vannacht   –   Weer   –   Vragen over de Maan   –   FAQ   –   Zon en Maan   –   Maanfasekalender   –   Verschijnselen   –   Op/onder   –   Astrokalender   –   Hemelkaart     Naar de hoofdpagina Contact HemelApps FAQ Google Play App Store YouTube Google agenda Facebook Twitter


Copyright © 2004–2014   Marc van der Sluys, hemel.waarnemen.com  –  De sterrenhemel voor Nederland en België  —  gewijzigd: 23/10/2014  —  bronvermelding