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潮汐发生的原理是什么,可以用图片或者视频做进一步说明吗?

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 11:44:44
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潮汐发生的原理是什么,可以用图片或者视频做进一步说明吗?【专家解说】:  潮汐的形成原因如下:  先说月球的作用。把地球和月球看做质点,说月球绕地球做圆周运动,实际上是月球和地球都

【专家解说】:

  潮汐的形成原因如下:

  先说月球的作用。把地球和月球看做质点,说月球绕地球做圆周运动,实际上是月球和地球都绕二者的共同质心做圆周运动,只是地球的圆周轨道小得多。(双星的两个质量相近的星球的圆周轨道近似相等)以地心为非惯性参照物,地球质点受到月球质点的万有引力正是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力,而此向心力对应的惯性力与此向心力大小相等方向相反。所以地球质点受月球质点的万有引力与这个惯性力相互抵消。

  既然地球被看做质点,就可以把地球上物体的运动轨迹和动力学规律看做与地球质点完全一样。这样物体受的月球的万有引力和与之对应的惯性力相互抵消。

  实际上地球的体积很大,在离月球最近的地面上的物体,绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径,物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力,这两个力不能再抵消,其合力与物体受地球的万有引力方向相反,使物体的重力明显变小。如果所说的“物体”是这里的海水,那么这里就会有涨潮发生。用同样的方法研究离月球最远的地面上的物体,月球对此处物体的万有引力小于与之对应的惯性力,它们的合力又是与地球对此处物体的万有引力方向相反,也是使物体的重力明显变小。所以在离月球最远的那部分海水同时也会有涨潮发生。这就使本应是球形的海平面微微呈现出纺锤体形状。

  研究太阳对潮汐的作用,与研究月亮作用的方法相同。如果认为地球绕太阳的中心做圆周运动,问题就简单了。这里不做详细论述。

  地潮、海潮和气潮的发生都是上述原因引起的,三者之间互有影响。因月球距地球比太阳近,月球与太阳引潮力之比为11:5,对海洋而言,月亮潮比太阳潮显著。大洋底部地壳的弹性和—塑性导致潮汐形变,会引起相应的海潮,即对海潮来说,存在着地潮效应的影响;而海潮引起的海水质量的迁移,改变着地壳所承受的负载,使地壳发生可复的变曲。气潮在海潮之上,它作用于海面上引起其附加的振动,使海潮的变化更趋复杂。

  这种能量通过浅海区和海岸区的磨擦,以1.7TW(1.7x10^12W)的速率消散。

  即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧,所以就有了最大的引潮力,所以会引起“大潮”,在农历每月的十五或十六附近,太阳和月亮在地球的两侧,太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”;在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”,故农谚中有“初一十五涨大潮,初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生,由于月球每天在天球上东移13度多,合计为50分钟左右,即每天月亮上中天时刻(为1太阴日=24时50分)约推迟50分钟左右,(下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水)故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。

  在不考虑其他星球的微弱作用的情况下,月球和太阳对海洋的引潮力的作用是引起海水涨落的原因。引潮力又是怎样的一种力呢?在物理学看来,在非惯性系下,引潮力是月球的万有引力和与之对应的惯性力,还有太阳的万有引力和与之对应的惯性力等四种力的合力。有的资料提到“离心力”也是引潮力的分力之一,物理学中有离心现象的提法,却没有“离心力”的概念和定义。不过“离心力”的本意正是惯性力。

  只用月球的引力作用解释不了,为什么涨潮现象同时发生在地球离月球最近的海面和离月球最远的海面这两个区域,从而使球形的海平面变成纺锤体形,如图。同样太阳的引力也是如此。截止到2012年,物理学界出现了最新的重力概念和定义。定义的内容是:“在静力学范围内,以放置物体的支撑物或物体自身为非惯性参照物,重力是物体所受各万有引力与各惯性力的合力。”该定义能成功地解释潮汐成因。这里要注意的是,在把各星球看做质点的情况下,求地面上物体的重力时,只有地球对物体的万有引力和与物体随地球自转的向心力对应的惯性力参加运算,其他各星球的万有引力都和与之对应的惯性力抵消了。

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