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什么是潮汐力?四个由地月的潮汐力引发的有趣现象

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发表于 2019-5-3 18:42:07 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
潮汐是海边是最常见的现象,每天都有着固定的时间潮涨潮落。5 r2 I2 f; a! g7 Q( W! \
潮汐现象主要就是月亮引起的。( ?- e3 _- t9 S% s" B$ w. Y
月亮作为一个直径达3476公里的天体,虽然相比较地球很小,但是月球其实还是有着非常巨大的引力。, u) j* s' W$ K# `1 F
$ i  R' g, F* t
潮汐力就是由月球对地球的引力差。7 K- C3 B  ~+ Y/ q! J- q  ]3 I
潮汐力是引力源对一个物体产生引力作用时,物体上各个点因为离引力源的距离不同,受到的引力也不同。
: ?, h2 x0 _$ u比如像我们,其实地球对我们身体各个地方的引力是不一样的,站在地面上,头部受地球的引力是小于脚受到的引力。
; v- T: G4 P  h但是因为我们的身高距离并不明显,而且地球的引力并不是特别大,所以地球对我们的潮汐力能在我们身体上提现的效果微乎其微。
: x& J: f* b9 c* @# `7 b3 p* e9 M0 l' v. z7 k
但是如果碰到像《流浪地球》电影里描述的,地球被木星引力捕获,正在向木星落下时。
' z& q2 [; v8 G( `- _$ j由于地球的直径太大,达到1.27万公里的明显差距,而且木星这个引力源又非常的强大,所以地球靠近木星的地方和远离木星的地方受到的引力差异很明显。
% r( |# S" V. E& _5 F; s地球靠近木星的那边受力比较大,会把地球往里拉,地球就会被撕扯。; Y$ c2 D& i: B8 G8 R6 Y) y7 t& L; p
当地球越来越靠近木星时,一旦引力差引起的潮汐力大于地球自身可承受的力量极限时,地球将无可避免的被撕碎。  {: j, P( k7 d: e5 G
& z2 B3 m' r  y' [
而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
/ y$ M+ Y$ b' C4 t% `  ?第一个自然就是海水的潮汐现象。
& R/ v. f$ s8 u3 s( U+ H/ B# T9 I$ o5 t, W5 m% W7 T" i7 x' b" p/ W
因为地球71%的面积是海洋覆盖的,所以地球基本上就是个水球。
! @* e2 r4 \% V- E: x比如当地球转到太平洋最靠近月亮时那一边时,月亮对太平洋的巨大引力把太平洋提了起来,就像大人抓住小孩的头发往上提……2 I3 o* F! t3 I' j1 A: G3 |
! z* G9 N5 d& o5 B# i' k8 `) \
这时候靠近月球的太平洋中间的海平面就被引力拉了起来,这样处在岸边的海水就开始退潮。
7 F9 g- R& V' @4 P/ e9 o而离月球最远的地球背面的大西洋,则是由于月球引力最小,所以地球自转产生的离心力产生的效果最为明显。
$ @- H" r; Y( C: B- e% x, M离心力效果明显导致大西洋的水就像被甩出去一样,海平面同样也是升高。3 u$ t+ R) C1 z3 O. u4 H+ [2 o3 V
所以此时,太平洋和它对面的大西洋海平面均会有所升高,这2个大洋的岸边就会都会出现退潮的现象。7 Q. X5 i/ @2 p! N
- D3 Z4 o0 H9 V3 A
当地球继续转动的时候,月球引力对太平洋逐渐减弱,对大西洋逐渐加强,甚至是转动到把岸边的水拉过来。
$ [; t- w2 Q9 }这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。
, d8 Y* ~& U. c$ b8 }9 Q  ^这也就形成了所谓的潮汐。
3 k, f) E8 }* V7 o9 x' P9 h
, Y8 C. j) B- q0 {% b第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。: i6 Q% j4 r( B$ o( C/ Y* F" f

- C! y6 H& N, D0 [/ q2 v: I* {月球自转一周和绕地球公转一周的时间是一模一样的,而且是不差一分一秒的。
9 e% _6 o' U8 R9 h1 Y在了解过太阳系内有几十颗卫星都是自转和公转时间一样后,可以很肯定的说,这并不是偶然的,而是有原因在里面。
" o# `+ t6 ^0 k  a7 U6 v/ A4 ]这个原因就是"潮汐锁定"
# D9 ?' ]# O3 {1 U. f
6 K" f+ S9 w- t5 H5 _0 x- z月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。
1 J! `- W$ m5 @3 X1 c7 V# l因为地球对月球的潮汐力影响,月球各个点受到的万有引力不同,导致月球面向地球的一面会稍稍凸起,质心也随着朝地球的方向靠近。- h7 B( V9 B! H( N
在地月系统刚形成的时候,月球的自转速度比现在快很多,所以月球收到的地球潮汐力影响不停的改变,导致月球内部岩石的互相位移摩擦。
! r9 w4 W+ d9 @" K2 Q所以月球的质心不断改变,而月球内部岩石的运动产生的热能会因为角动量守恒,会减少月球自转的速度来抵消这部分热量。7 ~' G0 G* y$ t0 r1 c3 M
于是月球的自转速度一直在。直到当自转时间和公转时间一样时,也就是月球的一面永远面对这地球时,各个点受力不再变动,内部不再产生摩擦。
4 |+ U) D2 Y: p2 C; W" A# |, k这就是"潮汐锁定"。就像是地球用一根名为引力的绳子把月球捆住转圈。
8 F. P6 d7 K: T# q+ g
( j* {2 U0 W, V. f0 u# t! T: z至于为什么地球没有被月球或者太阳潮汐锁定,那是因为月球或者太阳对地球的潮汐力太小,不足以让地球快速达到潮汐锁定的程度。9 R" q0 B' W. x
第三个是地球的自转速度在不停的减慢。
& e5 S' [( s' J) @* h" X& y7 V2 ^+ I9 b
在45亿年前,地球的自转速度可能非常的快,达到8小时自转一周的速度,但是现在是24小时自转一周。
7 l0 z! v" Q' k3 K为什么现在的自转速度降低这么多。+ p- x. v' b8 @- N
造成这种情况的主要当事人就是月球。9 j' F4 y+ ?9 @& g8 \9 Y
前面说的地球对月球的潮汐力降低了月球的自转速度,从而使得月球被地球"潮汐锁定"了。& U; y. y; r1 k  L# f/ t
同样的,月球对地球的潮汐力当然也会对地球的自转速度造成一定的影响。' ]3 P  c7 L; X2 e3 e
* k$ T7 S7 x- q8 C$ K5 k0 m3 l
但是因为地球个子大,质量大,月球对地球的潮汐力影响非常小。
# @- ^) k0 s: O4 x6 M但是月球还是在逐渐的减缓地球的自转速度,以达到月球对地球得"潮汐锁定"。- `* }* x$ y' G
不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。
, F; z) |) `- V9 [
- o- z; S. q0 |8 u还有太阳也在对地球造成潮汐锁定的动作,不过同月球一样,效果非常不明显。
! c( Z+ t/ I5 Q6 c' ]+ ^虽然经过漫长的日积月累,地球的自转速度会不停地下降,但是在太阳的有生之年里是达不到潮汐锁定的状态。
% E' t" L( ?, z& }: r' B其实在太阳系中也是存在着互相潮汐锁定的行星和卫星,那就是此前被踢出九大行星行列的冥王星和它的卫星冥卫一。: l  X; t/ c8 R$ ~0 C
6 O/ R1 I6 X, s/ ]) I- E: `
冥王星直径2370公里,冥卫一直径1210公里。这2个星球由于直径差距和质量差距不像其他行星卫星体系差距那么大。
* E$ L0 P7 j5 N而且这2个星球组成的共同质心点是在冥王星外面的,所以这两个星球都很快的互相被潮汐锁定了,它们都会6.387天的周期互相面对面转圈
: H* `. s- z% G8 t; y, X$ X也就是说冥王星和冥卫一永远都是一个面面向对方,另一面则永远背对对方。
$ _2 B) U7 `/ @0 W5 g1 v- V" J* f* c6 m
第四个是月球在不停的远离地球。
$ K, `: F4 C% k+ Z9 n" v1 U1 Q9 e8 l2 v& n5 T- L$ P/ P
美国阿波罗登月计划中曾在月球上放下一个激光探测器,用于测量地月距离的。; m: E8 W8 m% r/ Q: G3 C. i
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。
2 k. X. y5 n' ]$ W% v当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。$ g  e6 `' U& L% P6 q

3 k9 [- E! l' l) Z前面说的月球和地球的自转速度都在不停的降低,因为角动量的关系,地月间的距离会因此而不停的增加。
4 r, c( b  q$ W% j6 m" V4 }虽然增加幅度不大,每年只有3.8cm,但是日积月累后的距离是非常明显的。
6 V1 h) ?$ ~+ q1 B6 O2 K3 u科学家预测,6亿年后,地月间的平均距离会从38.4万公里基础上再增加23500公里,达到近41公里。2 p  `+ {9 k  @/ X5 J) a! \
到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。
0 v& N  N, a  k地月实际距离比
. H  A% i0 j. M  Y8 N* D- B: h" @  J$ T4 o$ N) v
来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
  `, c9 p0 B2 T6 E- L: A5 q. X免责声明:如果侵犯了您的权益,请联系站长,我们会及时删除侵权内容,谢谢合作!

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