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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。$ Q. j/ W! t' W# [" t/ R6 P
潮汐现象主要就是月亮引起的。
! m7 F7 b: E- }$ U( O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 O7 `0 F. V* M8 G4 w5 U9 x

; l3 O" ?' w2 ~2 C6 \潮汐力就是由月球对地球的引力差。6 G9 N- y9 N& _' |$ m. U
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。! f! Y0 g! O% p4 k
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。
( t5 y! U4 z0 A( c1 f  ^% S6 E4 o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。
; s1 l- K1 |; L! ^" s" V
# N3 `4 _9 O9 C4 u! l6 e, D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。
, ]/ k4 n$ u- V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。
/ l  c& {5 b6 t( t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。
0 f) U: `  K- B1 |* t$ b- I# g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。  q9 w4 a7 W- h: C; F) ?

7 ]4 L/ k5 b  Y; `6 f而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
. n  S! \$ f  X) {+ }第一个自然就是海水的潮汐现象。/ ?1 F# j" `) _% I% o

8 G* g) j' s5 E/ A) E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。# ~: ^  I( l6 N  P
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. V/ R1 Z8 ^9 R6 W2 d" k( S
# j+ S$ O* F' a# l' N( @. }; |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。( t0 J  S5 K! `* J2 h
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。- O9 r, w% z1 ?# t1 ]
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。4 L1 q% b$ U6 v  i; Y
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。
$ e4 V, s/ h. Q" u9 \2 j3 U0 [7 r( G# q6 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。) C# C% v' d4 v9 k. M
这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。! h5 f% D: @9 B
这也就形成了所谓的潮汐。6 [) ?3 q) [, q$ w. S' }9 Y! Y

' u2 Y8 M; }  F% R% U第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。8 V, k  l' g  h8 Q

3 N& W2 i% H8 i5 h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 \8 m! K. }4 J% w* z2 u) }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。! ^. q% M! `$ I0 Z! U3 K) k
这个原因就是"潮汐锁定"
& \$ n$ s" i- A3 e; q8 P
# [) `* u( ]) j$ @. f0 v$ _' j- b% J月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。
/ F# p# X6 T6 N! J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。5 t. ^2 _. J$ t5 U5 b: V: }' i
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。2 I0 p: t6 O) W6 ]9 r
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。. u3 Y. i* U* p) ^" ^" r) r
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。1 ^; Y- D/ f: _: l4 e# t0 C
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。% ~' A  n0 }1 G" o

1 B3 n$ Q4 e* x6 R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。
" C0 F" \" A/ G& r第三个是地球的自转速度在不停的减慢。
; P' j' A# P- n* q* _7 O
! z7 V; ?; Y  ~! _0 n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。/ s/ k& U* E' c9 z0 G0 m- X* m: O# R
为什么现在的自转速度降低这么多。7 `9 ^. u/ l' |/ ]9 R% y2 h$ ?
造成这种情况的主要当事人就是月球。/ r, u6 ~+ F1 i1 z  e8 T
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。
4 c! I8 f7 Z& J5 X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。% e' N; c9 j( F+ {# j' g
$ ^, Z- l/ m. x) y; X8 N3 F+ ~# 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。3 r& w* v  c8 c/ @8 l( b0 b
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& J; V6 R& f  W) Z不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。4 t; c0 \  V! X3 F5 ^: j: E

  S, n& s! y6 i" e" _7 x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。
* `& L+ f7 d7 l) v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。" p. f- c" L! N# }- c% N
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。, @  k/ `4 q- G7 i3 ]# }
6 f% g2 s5 `/ D- N/ u/ D7 a4 d
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。+ k. K# \$ p3 h3 E8 [
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
4 o7 i- O- s9 n& W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。. W% S+ }1 f3 b
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第四个是月球在不停的远离地球。6 {6 G- R/ Y9 x3 g4 P, n( Q
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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。% l" ~$ z1 o$ {; [1 N- V0 {4 O
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。* ?2 P# b7 B8 ^, a4 u! P
当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。* L- c% T( {  ^, f4 J6 ~) P
0 {6 m9 u1 |' M/ X' F% L3 m8 t
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。: P$ j. P6 b; w5 a2 u
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。
% e# y+ N; Y7 h% O: g3 B  f3 O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。
7 u  O( M3 e" U$ Y2 u8 H3 K到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。* i' {* p# F- C/ n! Z6 z
地月实际距离比
# q  Y$ l% T- L9 W2 t; x( C' b% v% o5 K, n5 P
来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
/ _. D- i' T8 p" n7 w. \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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