为什么月球可以影响地球海洋潮汐与月球的关系潮汐？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-10-21 17:35 标签： 地球海洋潮汐与月球的关系

2022-07-21 11:00
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美食美人计发布于：山西省
为什么潮涨潮落会跟月亮有关？这种海水周期性涨落的现象，我们也称之为潮汐。海水被月球吸引，地球表面各点距离月球距离不同，因此所受引力不同。正对月球的地方所受引力较大，海水就会向外膨胀，而背对月球的地方虽然引力小，但是受到的地球自身离心力变大，因此也会膨胀。此时地球表面的海洋分布像一个橄榄球，有水位升高的涨潮，也有水位降低的潮落。因为地球的自转，水位上升的现象会周期性地向东西两侧传播。当然，太阳引力也会对海洋产生影响，但是作用相较月亮就小多了。综合来说，造成海水涨落的主要原因就是月球引力与地球离心力的合力。
小时候的我总是搞不懂落潮的水究竟流向了哪里？其实，地球表面的海水总量基本没有变化，褪去的海水会流向引力大的地方，形成涨潮，如此循环往复下去。潮汐不仅是自然现象，还是一种可利用能源。在大潮时常发生的地方建立发电站，可以利用潮水涨落形成的水位差，将势能转化为机械能，再将机械能转化为电能。世界海洋潮汐能蕴藏量大约为27亿千瓦，如全部转化成电能，每年发电量大约为1.2万亿度。
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2019年09月17日 09:11--浏览 ·
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--评论2019年1月3日， 中国的“嫦娥四号”探测器成功的在月球背面登陆，它携带的月球探测车“玉兔二号”也开始了正常的工作，这是人类历史上第一次在月球背面实现软着陆，揭开了人类探索月球的新的篇章。嫦娥四号探测器月球在围绕地球公转时，也在自转。在恒星参考系下，月球公转时间是27.32天，自转周期同样也是27.32天，于是，月球总是一面朝着地球。月球一面朝向地球也正因为如此，千百年来，月球的背面对人类十分神秘。直到近代，人类发射了许多的人造卫星，才终于揭开了月球背面神秘的面纱。月球的正面与背面那么，为什么月球的自转周期和公转周期严格相等呢？潮汐又是如何形成的呢？1、惯性离心力力是物体之间的相互作用，需要有施力物体和受力物体，比如重力、摩擦力、弹力、电磁力等都是真实存在的力。但是，有时候为了数学处理的方便，我们会引入一些虚拟的力，它们不存在，但是引入之后会使问题的讨论变得十分方便，惯性离心力就是这样一种力。我们都有过这样的经历：在公交车上，如果公交车向左转弯，我们的身子会不由自主的向右歪。在游乐场里有种类似旋转秋千的设施，一旦转动起来，人就会飞到空中，这些都可以看做惯性离心力的作用。惯性离心力作用下人向外偏我们可以设计这样的一个模型来说明惯性离心力：有一个匀速旋转的圆盘，上方固定了一个小球。原本小球和圆盘一起旋转，但是某个时刻，小球和圆盘的连接突然断掉了。此后，圆盘会继续旋转，但是小球会凭借惯性做匀速直线运动。惯性离心力的来源此时如果我们站在圆盘上看，就会觉得小球离中心点越来越远，好像有一种力正在拉着小球向外运动，我们可以把这种力叫做惯性离心力。经过物理学的推导，惯性离心力的公式为：其中m表示物体的质量，r表示物体到旋转圆心的距离，而ω称为角速度，表示物体旋转的快慢，它的大小等于2π与旋转周期的比。从公式可以看出：物体的质量越大，距离中心越远，旋转的越快，那么惯性离心力就越大。2、潮汐利用惯性离心力，我们就可以方便的解释潮汐了。我们知道：地球时刻受到太阳的万有引力作用，同时地球在围绕太阳做圆周运动，因此还受到了惯性离心力。有引力和惯性离心力万有引力的大小为其中G是万有引力常数，M和m分别是太阳和地球的质量，r是太阳和地球的距离。容易看出：万有引力是随着距离的增大而减小的。另一方面，如前所述，离心力的大小为离心力是随着距离的增大而增大的。在地球中心O的位置，这两个力刚好等大反向，合力为零，因此地球的公转半径几乎不变，既不会靠近太阳，也不会远离太阳。不过，在地球的表面上情况并不是这样。如果有一个物体在地面上靠近太阳的A点，由于距离太阳近，因此万有引力变大，离心力变小，万有引力和离心力的合力指向太阳。类似的，在地面上远离太阳的B点，物体所受的万有引力变小，离心力变大，合力背离太阳。这里A点和B点所受的合力称为引潮力，是背离地球的。万有引力和惯性离心力大小不同地面上有一种非常容易流动的物体：水。由于刚才所述的原因，A点和B点的水都会受到最大的引潮力作用，这会使水面拱起，形成涨潮。同时，水会向A点和B点流动，而在地面上另外两个位置C和D，水面就会下降，形成落潮。这种因为太阳造成的涨潮和落潮称为太阳潮。太阳潮与太阳潮类似，月球对地球的吸引力和惯性离心力的合力就是月球的引潮力，而且由于月球距离地球更近，月球的引潮力比太阳更大。在地球朝向月亮的一侧和背离月亮的一侧，会形成月亮潮的涨潮，这种潮水称为太阴潮。在农历初一（朔）和农历十五（望）的时候，太阳、地球、月球在一条直线上，此时太阳潮和太阴潮的涨潮相互叠加，就会形成大潮。但如果太阳-地球、地球-月球连线相互垂直，就会造成太阳潮和太阴潮相互抵消，形成小潮。太阳潮和太阴潮叠加虽然从理论上讲大潮的日子都应该是农历初一和十五、十六，但是由于地球地形等因素的影响，各地大潮的时间稍有不同，例如钱塘江大潮就是在每个月的初三和十八最为壮观。钱塘江大潮3、潮汐锁定理解了离心力和潮汐的原理，我们终于可以解释为什么月球总是一面朝着地球了，我们称之为潮汐锁定。不光月球对地球有引潮力，地球对月球同样有引潮力。但是月球表面上却没有水，所以也没办法形成潮汐。不过，在引潮力的作用下，经过漫长的岁月，月球上的岩石也会发生流动，月球朝向地球和背离地球的两侧会被拉长，月球变成了椭球体。潮汐力作用下月球被拉长月球围绕地球转动的过程中，月球的长轴一直朝向地球。这是因为：假如月球转动过程中自转周期与公转周期不严格相等，造成长轴方向偏离了月地连线，引潮力就会及时纠正月球的姿势：A点的引潮力指向地球，B点的引潮力背离地球，两个力不共线，造成月球转动，直到月球的长轴指向地球，两个引潮力共线抵消为止。引潮力对月球的作用就是在引潮力的作用下，经过十分漫长的过程，月球被地球锁定了，所以它只能一面朝着地球。也许有小朋友要问：既然月球被地球锁定了，地球为什么没有被月球锁定呢？这是因为地球的质量要比月球大很多，锁定地球需要经过更加漫长的时间。其实，由于引潮力的原因，地球的自转周期的确在变大，也就是一天的时间越来越长。再经过几十亿年，地球也会被月球锁定，到了那个时候，地球的一天和一个月就是同样的时间了。宇宙中有许多质量较小的星球，现在已经完成了相互锁定。例如冥王星和它的卫星卡戎，它们就是彼此锁定的：两颗星球彼此面对面，围绕共同的中心旋转。宛如一对彼此相思，却不能在一起的恋人。美提课堂美提课堂致力于打造中学理科（数学、物理、化学、生物）精品课程，拥有顶尖的师资力量，所有老师均毕业于北大、清华、北师大等著名学府，并拥有国内一流中学十年以上教学经验。目前，网校已经累计开设直播课、专题课、公开课、讲座等数千小时。只需一次点击，让你和名师0距离。听课方法1. 电脑端：访问www.mtketang.com2. APP端：「阔知学堂」查找「美提课堂」3. 添加客服小姐姐微信mtketang001客服小姐姐微信客服电话：400 155 2135

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