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什么是潮汐力?地球和月球潮汐力引起的四种有趣现象

xunaa
2024-09-08 21:44:47
编辑说
潮汐现象主要是由月球引起的。
月球作为一个直径为3476公里的天体,与地球相比虽然很小,但它仍然具有非常巨大的引力。
潮汐力是月球对地球引力的差异。
潮汐力是重力源对物体

潮汐现象主要是由月球引起的。

月球作为一个直径为3476公里的天体,与地球相比虽然很小,但它仍然具有非常巨大的引力。

潮汐力是月球对地球引力的差异。

潮汐力是重力源对物体施加重力作用的力。物体上的每个点由于距引力源的距离不同而受到不同的引力。

比如对于我们来说,地球对我们身体各个部位的引力其实是不同的。站在地面上时,地球对头部的引力小于脚的引力。

但由于我们的高度距离并不明显,而且地球引力也不是特别强,所以地球潮汐力对我们身体的影响微乎其微。

但如果像电影《流浪地球》中描述的那样,地球就会被木星的引力捕获,向木星坠落。

由于地球的直径太大,达到了12700公里的显着差距,而木星的引力源又很强,所以靠近木星的地球和远离木星的地方引力的差异很明显。

地球靠近木星一侧的力比较大,会把地球向内拉,地球就会被撕裂。

随着地球距离木星越来越近,一旦引力差引起的潮汐力超过地球所能承受的力极限,地球将不可避免地被撕裂。

而且由于月球和地球的潮汐力,会发生许多有趣的现象。

第一个自然就是海水的潮汐现象。

由于地球71%的面积被海洋覆盖,因此地球基本上是一个水球。

比如,当地球转动到太平洋最靠近月球的一侧时,月球对太平洋的巨大引力将太平洋托起,就像大人抓住孩子的头发并将其举起一样……

什么是潮汐力?地球和月球潮汐力引起的四种有趣现象

这时,月球附近太平洋中部的海平面被重力拉升,使得岸边的海水开始退潮。

地球距月球最远一侧的大西洋的引力最小,因此地球自转产生的离心力作用最明显。

离心力作用明显导致大西洋中的水被甩出,海平面也随之上升。

因此,这个时候,对面的太平洋和大西洋的海平面都会上升,这两大洋沿岸的潮水就会退去。

随着地球的不断自转,月球的引力在太平洋上逐渐减弱,在大西洋上逐渐增强,甚至旋转到将水从岸边拉走的程度。

此时,太平洋和大西洋将会出现涨潮。

这就形成了所谓的潮汐。

第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。

月球自转一周和绕地球公转一周的时间是完全一样的,相差正好一分一秒。

了解了太阳系中有几十颗自转和公转时间相同的卫星后,我们可以肯定地说,这不是偶然,而是有原因的。

其原因是“潮汐锁定”。

月球虽然是一个球体,但它的质心并不在中间。

由于地球对月球的潮汐力,月球上的不同点受到不同的引力,导致月球面向地球的一侧略微凸起,质心向地球靠拢。

地月系统刚形成时,月球的自转速度比现在快得多,因此地球潮汐力对月球的影响不断变化,导致月球内部的岩石发生移动并相互摩擦。

什么是潮汐力?地球和月球潮汐力引起的四种有趣现象

因此,月球的质心在不断变化,月球内部岩石运动产生的热能会降低月球的自转速度,以抵消因角动量守恒而产生的这部分热量。

所以月球的自转速度始终是恒定的。直到自转时间和公转时间相同,即月球的一侧始终面向地球时,各点上的力将不再发生变化,也不再产生内摩擦。

这就是“潮汐锁定”。这就像地球用一根叫做重力的绳子将月球束缚成圆圈。

至于为什么地球没有被月球或太阳潮汐锁定,是因为月球或太阳对地球的潮汐力太小,无法让地球快速达到潮汐锁定的程度。

第三个是地球的自转速度在不停的减慢。

45亿年前,地球自转速度可能很快,达到8小时自转一圈的速度,但现在24小时自转一圈。

为什么现在的转速降低了这么多。

造成这种情况的主要责任方是月球。

前面提到的地球对月球的潮汐力降低了月球的自转速度,导致月球被地球“潮汐锁定”。

同样,月球对地球的潮汐力当然也会对地球的自转速度产生一定的影响。

但由于地球体积大、质量大,月球的潮汐力对地球的影响很小。

不过,月球仍在逐渐减慢地球的自转速度,以实现月球对地球的“潮汐锁定”。

但要真正达到这个程度,太阳就已经被毁灭了。

太阳也会对地球造成潮汐锁定,但与月球一样,影响非常微不足道。

什么是潮汐力?地球和月球潮汐力引起的四种有趣现象

尽管地球的自转速度会随着时间的推移而不断降低,但在太阳的一生中它不会被潮汐锁定。

事实上,太阳系中存在着相互潮汐锁定的行星和卫星,即冥王星及其卫星卡戎,此前它们被踢出九大行星之列。

冥王星的直径为2370公里,卡戎的直径为1210公里。这两颗行星之间的直径和质量差异并不像其他行星和卫星系统中的那么大。

而且,这两颗行星的共同质心都在冥王星之外,因此两颗行星很快就被潮汐锁定,以6.387天为一个周期相对旋转。

换句话说,冥王星和卡戎的一侧永远面向彼此,另一侧永远背对彼此。

第四个是月球在不停的远离地球。

美国阿波罗登月计划期间,在月球上放置了激光探测器来测量地球和月球之间的距离。

经过测量发现,月球现在正以每年3.8厘米的速度远离地球。

当然,这是地球和月球的潮汐力造成的。

正如前面提到的,月球和地球的自转速度都在不断降低。由于角动量的作用,地球和月球之间的距离将不断增加。

虽然增加幅度不大,每年只有3.8cm,但随着时间的推移积累的距离是非常明显的。

科学家预测,6亿年后,地球与月球的平均距离将从38.4万公里增加到近41公里,增加2.35万公里。

到那时,地球上将不再出现“日全食”现象。

用户评论

孤单*无名指

这篇博文解释潮汐力的原理很清晰!原来我们的地球会受太阳和月球的引力的影响,导致海洋发生波动,形成潮汐这种现象。我还从来没有想过这些宏大的力量背后还有这么神奇的物理规律!

    有8位网友表示赞同!

墨城烟柳

讲道理,我对潮汐这种事一直没太关注过,觉得它很普通吧,可这篇博文让我看明白了背后的原理,而且还说了很多有趣的事例,比如月光照射导致海水升起, 涨潮时渔网捕捉到的鱼比较多。涨潮退潮真的会影响到人们的生活啊!

    有19位网友表示赞同!

掉眼泪

我觉得这个例子说的很棒!月球的引力确实在海洋上形成了一定的影响,就像我们在地面上扔一个硬币一样,重力使它朝下坠落,月球也用引力吸引着地球上的水体。

    有18位网友表示赞同!

日久见人心

作者分析得很到位, 每个现象都配了具体的解释,让我能很容易理解潮汐力的运作机制。真的没想到地球表面会受到来自宇宙的巨大力量影响,还挺神奇的!

    有17位网友表示赞同!

反正是我

我一直觉得潮汐是老天爷送的礼物,可以让我们欣赏海洋的美景,还可以帮助我们捕捞更多的海鲜,这篇博文让我看到它背后的科学原理,更加认识到自然的力量伟大。

    有14位网友表示赞同!

柠夏初开

写得有点抽象啊~ 我个人更喜欢通过生活场景来解释,比如潮汐造成的强波浪对船只的影响,或者说潮水的涨落会怎样影响港口的航行效率,这样更容易让人理解和记忆.

    有20位网友表示赞同!

命里缺他

这篇文章还是比较有用的,让我了解了地球地月之间关系背后隐藏的科学原理。不过我觉得内容可以丰富一点,比如讲述一下潮汐力的应用领域,或者一些相关的历史故事等等,会更有趣更有吸引力。

    有15位网友表示赞同!

如你所愿

为什么不提海洋生态?潮汐对各种海洋生物的影响也是很重要的吧,比如有些动物正是利用潮水的涨落来寻找食物、繁殖和躲避天敌…

    有14位网友表示赞同!

景忧丶枫涩帘淞幕雨

感觉文章还是有点偏理论,缺少一些实际的案例说明,对于没有学习过物理学的读者来说有点晦涩难懂。

    有15位网友表示赞同!

Edinburgh°南空

这篇文章其实很简单,对潮汐力原理解释的很浅显,不太适合学过一些基础物理的学生阅读。建议作者可以加入更多深入的解释和相关公式推导,这样才能吸引到真正对这个话题感兴趣的人群。

    有20位网友表示赞同!

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