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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。3 x9 i' P9 v3 |- M
潮汐现象主要就是月亮引起的。) J: U! Q- N3 p& {: j  r
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。+ {& o% t* ^. a. b2 W" R6 d

" ?4 y1 b1 P( r# L* Q1 M" \* E2 M0 b潮汐力就是由月球对地球的引力差。6 `! k  @. A5 ~  ~0 W. w" ~  d
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。
8 _5 e* d2 s5 P0 m( _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。3 i/ {6 s& u) O. y$ W  E; W
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。
5 |; f+ }, d: n5 B0 B0 t6 b& g4 F. j3 S( V6 f- j' 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。9 d! @8 {* |3 ?5 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。
: p$ j" W- ]( d( U) _8 V$ H# c( z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。
/ {- H' h) E- z+ s4 U7 T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。
* h# s! t& T" O0 a7 M9 \8 `0 E
而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少很有意思的现象。
+ z6 ^2 }3 T( h第一个自然就是海水的潮汐现象。0 r4 H5 `9 y  k6 ^; |* ~. _

1 d% N( H* t* S/ h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。7 }* [# n8 X5 I/ C3 X
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……1 i( e6 a9 F/ E4 q9 |( L
( \, n" |2 R6 C. U
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。
* c, o  U! h$ b/ Y8 B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。
5 \) x# Y7 i; T" l$ m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。  D# N' q/ Y& {. E- j* t4 W6 _
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。
% i. A0 t% O& p0 x, m" r
- F# n6 l/ _4 E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。1 W" a4 n: U& ]# g9 L
这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。
. s: C0 f% e4 @0 g这也就形成了所谓的潮汐。
5 i3 D* z1 |) Z7 `7 C) P# S& g& T- l# d; ~5 @3 `8 M% T
第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。' ]& j8 v2 _! @9 M. [+ L; V6 o3 L

* \" i+ L6 d  x) G! Z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。
' x* Z3 i+ e4 k! K, w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。' l# ]5 }  d( W7 }6 E' |" r
这个原因就是"潮汐锁定"
. s# w$ }3 ^8 ]$ i3 V
1 J1 P# A& @2 m- [月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。0 x# u/ B. q  ~/ s5 |0 C
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。' D, X7 c% d% {3 _1 _
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。
; }5 s5 a. X' ^( a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。
$ ^0 n3 s  M2 f5 d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。
& ^3 M6 I1 M4 v$ r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 n& F( a" h& u
1 e. a& V# L2 Z. F" h* A9 L* T" |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。
* _) C( N$ V4 l; J/ m第三个是地球的自转速度在不停的减慢。
' ^* r/ Y( {! V% v
9 r$ M" t( @  w" N! B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。
- T7 u* \/ c7 ^( A( n/ n6 l为什么现在的自转速度降低这么多。5 u$ \( j7 x: z( Y& {
造成这种情况的主要当事人就是月球。
) D4 R5 N3 a2 D, [9 D2 \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。
1 ?( ?' ], x) G9 ~3 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。* Z# i3 h+ G: e5 z& d4 N4 G

7 p1 @+ A# P8 u- |; X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 H1 Y# {2 f& m1 u2 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"。
4 a: {% n- f; L9 g5 i不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。7 q9 V0 v. u- |6 H$ r; ~* c9 e5 W

/ H1 A# Y) V) r6 G0 J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。
, y; r/ |' h5 f" Z/ M& m2 B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。
4 C' G+ O, z8 L* m( f' A' h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。, {$ v4 |. _/ W) o

8 e2 B, A1 |4 m) v* Q+ P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。
+ x2 ~9 _4 a' q( I7 o# k4 n; @" o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
$ v7 W5 w( b/ T: @. d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。
1 v& A8 F# q# w( {* R6 p9 ^1 }9 g0 }8 H  k; Q/ ^7 B* ?4 e
第四个是月球在不停的远离地球。
& M+ J* M/ c3 d* K# y
! Q9 _0 z2 `1 @6 y, N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。" c  I. M" U" w/ V' M7 r0 o
经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。
0 n4 L( W/ Q6 @- g7 \当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。0 T4 j6 T. [4 }, X
1 c; G; @( d5 ]: C' W' c+ w. J, 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。
# G8 g* ^- a# R, A6 l: `$ ?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。4 M6 i/ {: `) \5 B
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 N: l1 z- U/ a. t. f3 }
到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。
) M1 z) @9 P& k- O) v地月实际距离比
8 I. i# L2 {. @. p! m# R- W  d' S% @. d2 B* w/ m
来源:https://www.toutiao.com/a6685608207106179592/
7 H# ^! T/ Y% K; [1 U# w# V4 ?! I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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