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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。! p3 m1 p. `6 F" E3 J( g8 |+ ?& ]% z
潮汐现象主要就是月亮引起的。. D4 z# \0 M6 F* `. m
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。( a$ U0 {3 A3 b, [1 s

6 L+ o+ D( ?8 R$ c5 j) Z8 h潮汐力就是由月球对地球的引力差。
1 n0 o. ?, [' q! {7 W1 t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。- G' T! G3 m* M2 l$ b
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。$ g( R4 M9 \0 `) Q/ V( 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。: _1 c1 M$ t" o' j" I( E0 F8 Y& b) H
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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。( R5 J( t, S) Q7 |5 k! h8 F
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。
5 V. v/ V  l# m! o, b0 p! }  D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。! ?  n0 S; v6 Y0 I" Z( z/ ~2 c3 F
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。2 T; F, N& ~0 d$ I+ t5 U

1 @! ^( d) A5 Z而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
5 C/ F. p& S& `$ o/ s第一个自然就是海水的潮汐现象。
6 F2 I7 h% o; [: }5 A! {& a- `3 Z+ _) s! Z3 P! u& r9 z5 m! M
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。6 u" b% }& \8 T3 p6 q6 ^
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……
: \6 y" B# V! q' l, q% T
* w% A# J$ v  ^/ a$ ^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。# L' u/ I3 E: }
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。0 V5 u$ U4 {% h& i+ {7 h2 l
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。1 M4 P( m9 U4 {( W4 _' z
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。( q; P7 E+ T! y5 z7 u8 F
0 m9 }0 Z$ o% k
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。+ v& G4 q# K$ g
这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。& W; b8 D# A8 x+ V; V7 h4 o
这也就形成了所谓的潮汐。
: d+ u3 }( c* o1 l) T; P& s* q3 ^/ K9 ]5 [7 Q$ E
第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。
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, a5 O3 I. [5 }% Z3 Q& C  ]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。
6 B- M2 L1 L+ s% \0 {4 ^3 f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。
6 }3 ^6 F  r$ a这个原因就是"潮汐锁定"。- ?# {7 M& a9 l8 m) o& ^% h* J: Y; b
" h' I6 v' H; V4 K& H; M3 [6 ~$ P
月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。: d5 R; |7 n% Z& U
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。6 ]) g- A) \; 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。' j' S/ K" J( G4 Y. {
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。4 F8 f) E6 d  n+ Y3 x% j5 x$ {
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 N0 J' t) b) U: r3 [: b
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。: m& ^! m, ^  ~0 R! |- \  L
) Y+ ~$ z  E' u! S. }$ T3 T6 K
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。
, z' E' k0 {8 C7 J第三个是地球的自转速度在不停的减慢。7 {, f0 @2 V. @( r4 T
' f0 ~7 |1 S$ |6 K! v$ q
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 N; T5 Y0 g, f- h$ P1 @
为什么现在的自转速度降低这么多。
+ u9 m. ~' s$ Y- @造成这种情况的主要当事人就是月球。
4 u2 \% ~' j6 T# ^5 `& M) s& ]: n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。2 P+ Z1 X" X* P9 n- o; J
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。8 C4 u, e( v0 i: g. C3 N

1 k% z9 Y% C" K& j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。
8 Y' S! w4 W4 E+ e' M. v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"。/ ]5 y' z. ?, B# P0 W: d
不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。
" Q3 y8 L+ R! i' Q, Z8 x8 k: J0 J9 [
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。
# V. h+ l* H  i* Z# W9 q1 t0 j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。
; K* h4 q+ X: x+ K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。
) n% |0 d9 [# @4 o1 _* ?* i8 N; o# }+ ]. p" U
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。4 w- z) d+ J( [
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。, U6 o% ^) d: @% B4 {
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。
9 l1 o9 ~) t( \+ [& H* d* C( F
第四个是月球在不停的远离地球。
* l  |& g2 p, h2 Y8 i& H& }' M7 k) Z+ _1 k/ N- s
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。" K% }0 P: e) p  [
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。
4 D6 ^) l% I" W: {当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。
/ [- d6 M/ I& \/ z0 l! W9 R: ~
3 x, \+ v6 ~# c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。$ f( A4 c+ O  r& X
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。$ @. f: u% J$ T7 u4 k" q' w
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。
0 t- ]+ i/ z1 |3 n  R到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。
, m9 s9 o' n/ ?; n, h! {! I' z地月实际距离比% }9 i6 y( F- ~& P- N4 |9 z; Z# F

1 G8 H! S- S& u3 o% b: J! {来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
8 X8 S4 T9 n5 K9 F3 @9 N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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