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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。$ N3 t3 m! X7 }! h* ^
潮汐现象主要就是月亮引起的。
  x* x2 O5 T& P: m: R/ T& G' u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。
1 k: R7 T) S: N7 P
' z1 J" @) d% u! D$ ?潮汐力就是由月球对地球的引力差。
9 H' u# k4 \& }5 N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。
; e$ h; D9 `6 V& f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。% Q* R4 d( U3 `8 d8 m5 T8 v' j- C3 n
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。2 }) {3 H! B5 M' ?4 ^8 b1 k
6 w  f2 Q1 z! G! s# _
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。
' q2 x" |" C$ ^3 ]8 ~5 g* o. u7 ?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。4 o3 y8 G* D# O( \! ?4 [
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。
* x& A0 y" X2 K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。& r  S% y/ l( V! p7 M" e

* f* J9 E5 v: j而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
2 U9 Y$ m: T) W1 v2 P/ B第一个自然就是海水的潮汐现象。
) W2 C" M9 N4 M. @7 [, L/ y' _! w- }) q9 T- x! S
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。
) @0 P4 c9 z+ D8 Y; l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……  S! c9 ^4 l. h# Y* ~
. c8 e# S' ~$ S* i
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。
" h! N( @# \0 X2 O8 m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% D' M7 ]$ }7 g' |( T$ i' Y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。9 w+ Q# W% n4 m: x
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。
% o- w  ?. ~6 G
* h, V& Z2 ]' M! h* Q/ r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。
+ _& l4 A% r" Y8 o这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。
) U/ q3 y* P& s0 B这也就形成了所谓的潮汐。
8 \3 f$ U& A5 P% I% o) T9 N/ D8 W# [8 E- j) w* V* `
第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。+ G7 D3 |5 q/ v; g" N

! O  p( _' C& A+ O8 a2 \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。  I5 p9 x7 ~7 B% X+ x, L) s8 m- Z& b
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。
7 {- K. _# D! F这个原因就是"潮汐锁定"。* |# C2 j! n3 \- \$ Y; J6 a7 U

2 ~6 U7 G. H* [5 y& _月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。
: n4 G. u* l2 {8 B2 t- Y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。
  u4 `9 a8 @6 ]# [4 P. Z6 y  B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。
) h7 J% q% B- b9 U# d! o: }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。
. ~$ x; B0 I, ?) \" Q0 a% {7 J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。8 m' U, y  q6 U  x! ?" _
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 x( Q+ Q$ e. {
* @! f" u; Z8 o& [0 p8 g
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。3 T; g  S6 h( N
第三个是地球的自转速度在不停的减慢。9 C& L5 O" `5 ~9 x

+ O4 g9 p/ s3 s& ?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。
$ r3 x$ ]  C/ I! ^为什么现在的自转速度降低这么多。
# m3 s6 Z& J2 g, K- b造成这种情况的主要当事人就是月球。8 }' K4 i8 d) R7 a* z
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。
8 n+ G/ M4 x+ [* o# X  @; h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。
2 J5 y9 Y/ C; Z
9 t2 H$ k# T" h2 d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。, p. ]) u5 M0 j- l
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"。
+ `0 q' J7 d+ k/ T5 Y5 C& c6 Z不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。# W3 T( M+ ~+ I. {8 w. o  D0 d
4 D: v2 q$ u- o% K$ p6 L
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。- B% V# J8 r: G. M- N
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。
* |  \7 E" J: B! f/ T' L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。# a# u, q  k3 Z% \0 R0 @+ M

0 p& B: C6 [6 c. A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。, L) D4 P' m4 R- P$ ~. @9 K) A
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。
# k  |2 V" X# `9 }( z$ o$ L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。
* M6 [, @. I9 B! A8 ]9 \3 \9 t* [" Y$ H4 U
第四个是月球在不停的远离地球。
; k  M5 `) {' O' ]( k
. N; ?  x  v( g- G5 [9 G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。
/ I) r* M( a& W6 A- y& {经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。
' @* c3 T: o, o! x& |" c1 f当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。5 L: _3 r' E2 T" ?9 p# n$ R
% y4 J* X, \! ]; p) R. l4 l
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。
/ S' U' s4 o. E7 t4 d/ D3 |9 C. O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 r% M% B6 Z" ]
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。- g& O3 K1 t* e; h* j0 B# \% e$ Y
到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。
- j- l, `0 k) O2 Z* e3 s9 |地月实际距离比/ h0 [; W# g1 F, O6 J% }6 F" ?  w

8 p4 o& ~3 t0 g来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
0 p: r: x3 z. f, Z7 W/ q+ V3 m& Z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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