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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 H! a$ V2 F, ?9 q7 R, \潮汐现象主要就是月亮引起的。
- h7 f0 E+ u2 q$ ]% Y: n3 e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。
; i/ v8 S2 S- H2 r$ y% N8 C, Y3 i8 Y( O4 P$ x! i( B4 @& U6 ^7 L
潮汐力就是由月球对地球的引力差。
6 x2 }8 o! W7 a* K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。
6 [1 f6 m4 k8 q# L' P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。
1 w; P  O% Z$ l; \, Y3 V$ o! V, J, B+ S8 s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。
/ W1 j- P" k0 ^  h! K
3 \4 `2 r! Y# U0 N1 Y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。
& O+ K' ]# `0 [- t3 w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。' ~& A% M$ h: g$ ^9 [2 g
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。
/ J, V6 t5 x) q2 C( u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。* q" H% B3 I% O) x) e

; ~6 Y$ |9 m  M  v1 U" V) p% `2 c而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
3 i7 I. H; a% y& V第一个自然就是海水的潮汐现象。
) C4 e3 }7 }, E" t
- V( E: v, i) 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 j# W) S, a( S; G  r% t( \0 v
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……
8 A* t, D/ f' @1 ~& e3 g$ D$ {2 L
1 \( f; W  [# y; Z8 L' y& c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。
- q* k' \0 q4 `! k0 U4 d# C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。
4 S0 V; m& F/ U  {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。2 w, t6 f- N: G9 e5 x1 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。
) v: W8 t8 `- T7 c) q' ]* o2 j$ u  m* o$ U+ s8 O
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。
3 f- E7 G9 K: m0 k2 s6 k. @这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。
. r6 y$ ^: G5 D3 \6 D这也就形成了所谓的潮汐。* ?+ i# S  ]9 C$ j8 [6 o' S, y
( Q. v0 m5 E. ^3 T  Y; T1 b
第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。" ~0 E: [/ C" F8 i9 e1 U
, }/ Q. G$ s4 M7 C: O" ^
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。, F  t7 ^* Y- R4 u. t
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。
" m' F/ L( [' ~% q这个原因就是"潮汐锁定"
) f- l! _3 D8 n; [# G0 ]& W; K7 s- \& [( g4 B
月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。3 I0 S* x: L9 Y  |" g6 M* F
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。/ p  |6 O' t& @& N9 c) @
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。
4 L' G; n% Z* Q: C2 S; `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。  e2 @7 o( a1 \, B! a6 U
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。. S7 d0 h9 [4 L8 n
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 W* s2 T0 @" }7 h1 t  e* D1 c! S
/ @. x  }( O: g% e5 X3 T; s$ o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。2 q: I: z. x- |" F! Z8 p
第三个是地球的自转速度在不停的减慢。5 r' H0 a5 d' ?

, N) K( w, o% x1 Y( p/ v$ m  Z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。4 ?! W! a+ P7 P, E; N
为什么现在的自转速度降低这么多。
4 s% T. \; J9 L& z造成这种情况的主要当事人就是月球。. G& |1 j. }9 q
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。
$ |" G5 Q8 O# D8 i9 N6 l+ c4 P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。) Z4 s% r* c, f0 C1 [
7 K% H# u. {0 u# z
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。" d. e- b' e1 [9 D) d. r
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"。
& L0 P8 u8 X: Q; |+ C0 l不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。' _" N. Z- T/ D) z" [4 \8 g& J% e7 r
/ x+ v# w$ S# 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。
: r3 b! T0 B+ ~" S/ K; _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。
2 s8 S8 w9 U& b  I- k+ o# N$ T! 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。  k9 [. y! d% u

% `, W: K# q: |6 o& [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。6 ]" H0 a4 l8 o# X: \
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
8 Z5 G! R& k0 H. E  V) D3 U) G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。4 p- o9 K1 a! y# [: v

: ^+ q4 L: A0 G; e& V( D& R+ T第四个是月球在不停的远离地球。. g/ s/ ?" k6 x3 l) y  _' F

! C; A& \7 h6 r3 X, z( n3 j. \" W1 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。' @9 |% v$ c* S0 t6 m: D
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。
7 ~% J, d8 e; K" d% c6 H1 y/ g当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。
! F' z4 C- P( C) o& Z$ w+ r: s! f- N( V% ^5 s) J* V9 a
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。! @) e. N1 n6 J1 c- r7 Z
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 o8 \8 k8 C( Q' k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。- z% Z' f, R! z8 W* U
到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。
. z" c+ A; I, S) G1 g; c/ S+ v' ]" W地月实际距离比+ |9 h* O+ a. n3 I: U% U. e( D6 K

% i& x& S7 Z' r5 R来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
( _0 T% P+ @4 y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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