Az alábbi feladat a 2023-as (NAT 2012) októberi, középszintű fizika érettségi első részének 16. feladata volt. A feladat kulcsa a gravitáció és az árapály.
Az alábbi természeti jelenségek közül melyik az, amelynek létrejöttét elsősorban a gravitációval magyarázhatjuk?
- A) A hurrikánok.
- B) Az árapály.
- C) A sarki fény.
- D) A szivárvány.
Mielőtt megnéznéd a helyes választ, érdemes kicsit elmerülnöd a témában:
„Fizika általános iskolásoknak”
„Az erő” c. fejezet
„A súlyerő és a gravitációs erő” c. lekében,
vagy középiskolásoknak és érettségire készülőknek
„Fizika középiskolásoknak”
„A közlekedés és a sportolás fizikája” c. fejezet
„A tömegvonzás törvénye” c. lekében.
A természeti jelenségek széles skálája kápráztatja el az emberiséget, minden egyes tünemény egyedi módon tükrözi a természet fizikai törvényeit. Ezen jelenségek megértése nemcsak a tudományos ismeretek bővítését szolgálja, hanem segít megérteni környezetünket és annak dinamikáját is. Egy ilyen különleges természeti jelenség, amelyet a gravitációval magyarázhatunk, az árapály, amely a 2023 októberi érettségi vizsgán is szerepelt. A helyes válasz: B) Az árapály.
Mi az árapály és hogyan hat rá a gravitáció?
Az árapály a tenger szintjének napi rendszerességgel ismétlődő emelkedése és süllyedése, amely elsősorban a Föld, a Hold és kisebb mértékben a Nap gravitációs vonzásának köszönhető. A Földön lévő vizek, különösen az óceánok, reagálnak ezekre a gravitációs erőkre, kialakítva a magas (dagály) és az alacsony (apály) tengerszinteket.
A Hold gravitációs vonzása felelős az árapály jelentős részéért, mivel ez az erő vonzza a Földön lévő vizeket, így magasabb tengerszintet okozva a Holdhoz legközelebb eső területen. Emellett a Földdel szemközti oldalon is magasabb a tengerszint, ami a centrifugális erőnek tudható be. A Nap gravitációs hatása is hozzájárul az árapályhoz, bár kevésbé intenzíven, mint a Holdé, erősítve vagy gyengítve a jelenséget a Hold és a Nap relatív pozíciójától függően.
Miért az árapály a helyes válasz?
Nézzük meg, miért nem a többi válaszlehetőség felel meg:
- A) A hurrikánok: Ezek a viharok elsősorban a Föld légkörének melegedése és a Coriolis-erő következményei, nem közvetlenül a gravitációs erők hatásai (bár van némi köze hozzá, hiszen ha gravitáció nem lenne, akkor légkör sem lenne).
- C) A sarki fény: Az aurora borealis (északi fény) és aurora australis (déli fény) a Föld mágneses mezejének és a napból érkező töltött részecskék kölcsönhatásának eredményei.
- D) A szivárvány: A szivárványok a fény törésének, visszaverődésének és szórási folyamatoknak az eredményei, amelyek a légkörben lévő vízcseppekkel kölcsönhatásban jönnek létre.
Ezzel szemben az árapály közvetlenül kapcsolódik a gravitációs erőkhöz, amelyek a Föld, a Hold és a Nap közötti kölcsönhatásokból erednek. Ez teszi az árapályt azok közé a természeti jelenségek közé, amelyeket elsősorban a gravitációval magyarázhatunk.
Konklúzió
Az árapályok tanulmányozása nemcsak a gravitációs erők természetének megértését nyújtja, hanem bepillantást enged a földi és asztronómiai jelenségek összetett kölcsönhatásaiba is. Az érettségi vizsga ezen kérdése rávilágít, hogy milyen fontos a különböző természeti jelenségek mögött álló tudományos elvek megértése, és hogyan befolyásolják ezek az elvek a bolygónkon tapasztalható jelenségeket. Az árapályok vizsgálata ezáltal nem csak egy lenyűgöző természeti tünemény felfedezése, hanem egy mélyreható tudományos folyamat megértése is.