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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。/ B6 ^. P/ K. K$ O+ y
潮汐现象主要就是月亮引起的。! r% r9 o" m/ o7 V! l; K# R- l3 \4 ?
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。
$ q$ E$ ~8 x! \0 j
' t$ ?  g, J3 o* J  X潮汐力就是由月球对地球的引力差。0 m& [1 l0 O" S
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。1 x3 E9 [- a0 f. 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。" l9 C, c! B; I. U. J3 v9 `; D" A% l
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。- b8 }1 o3 z7 R$ d  T

) S& L- {6 Q3 ?- g! W/ v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。  U- C- G  S; P
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。
) c6 I+ v1 N* @9 I7 u( G% j; {9 V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。4 d1 C3 K7 \4 G" o  G) o% ^
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。- V2 |/ m4 Z2 ?

% ?) x) i% G: Y* `' n# O而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。' i/ g. }2 t/ I8 G. U; q
第一个自然就是海水的潮汐现象。1 B( P8 a7 N! ]  V5 D

) l2 O! A4 E' t0 o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。1 m, \  ^& ^$ Z3 e0 l# w/ ^
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……
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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。5 ]6 w3 u/ Q$ o8 g# _
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。: Z9 Y1 `* ^& T' r; y7 L+ T* z! @2 Q
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。% P% B8 A$ T7 Y* K
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。
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% c: u& ~) r; i  G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。4 w" L# p3 H3 y4 ~5 J
这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。" y7 W2 ~: }" J' K
这也就形成了所谓的潮汐。# z) g- a0 a. f, J4 d0 C0 K

( T) ]9 u5 m1 D* r4 c% Q, q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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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。
" u" W) g. K) ~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。" v2 }' E- f8 y3 X9 N# I2 h
这个原因就是"潮汐锁定"* H4 y. Q, m6 B' {, S* p6 r( n, k6 k

/ h$ U: X! r0 e- p% J. {月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。. ]4 T% |1 X( M! c; h) ]
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。
& n- F' n, t6 V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。
/ }/ d/ w3 ]* N- m7 e+ B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。* O/ n/ D& I" P$ 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。
: b0 R% `. q! j5 V% j8 \" N9 s7 f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。
+ T) y; y* G9 e# ^6 y: w! w" e; j2 a- {+ i% y+ e$ z  B
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。! ~1 d0 o4 I, k9 l$ X: t
第三个是地球的自转速度在不停的减慢。
6 l8 B! l; ^3 B; q, C8 e* z- t% r& P1 M
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。) }0 ]: c0 L! J# ^
为什么现在的自转速度降低这么多。  f& o* j$ e- w+ `8 ~/ n$ K
造成这种情况的主要当事人就是月球。
% p3 v7 Q! [% S' ?, [* O7 x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。$ c+ a0 U3 W& U" U% D
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。
9 F; c% c! t9 I# C+ o7 I$ ~8 W/ j$ [/ O! m0 R
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。
& ^4 ]1 _% H' R! [, r' ?, w$ S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"。
. v0 q  ^' T9 d: Y' T- M不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。; H" ]& W2 g7 v& \' U; `# u
" s) y( }" @/ }8 v5 W" U' W
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。
6 H4 C% Y( z- m6 X% _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。
+ n( e+ s1 X, w* S" d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。
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  ]) f" o4 T+ L4 D$ K% E: V, J& m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。. [0 o: P3 V4 y  n, C/ b
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
7 o; U; f6 f# S  f' N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 A, }( k% T' Y( q: B3 [1 c* `$ F

' h: O# ?4 T1 ~) C第四个是月球在不停的远离地球。
* d% }  d8 ~! n; e$ k) s& ?# W' }- @% F) F) M6 V
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。4 i' o- d: v; t& T7 \& k  ]
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。/ Q' Y7 ?% o% u8 ^8 U3 |6 ?& U
当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。
! s' L2 D- q' o# r/ r" F+ f
& q* T+ F$ v7 k. b' `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。
) K1 F7 A2 c2 r6 a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。
& z! V) I( K( ~! G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。
. j' n/ l, H- d; v" M到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。+ n4 X/ ?' V3 ]' H6 P% D5 L" z* t
地月实际距离比
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/ K( H& C4 y! a2 r9 L" \来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
. e8 t- F# p4 w2 E4 M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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