首页 >
潮汐力
✍ dations ◷ 2025-06-06 16:19:04 #潮汐力
潮汐力是将物体压缩或拉伸的一种假想力,是由于引力场强度不同所导致的。潮汐力引发的现象如潮汐,潮汐锁定,天体分解,在洛西极限内环的生成,并在极端的情况下,造成物体的面条化。潮汐力产生的原因是一个物体的不同部分受到来自另一个物体的引力场强度不相同,在靠近引力场源那侧受到的引力大于远离的那侧,引力不均造成了物体被拉伸。所以,潮汐力是一种差动力,也是引力场的次级效应。天体受到的潮汐力的强度取决于该天体的大小和该天体与场源之间的距离。以月球在地球上造成的潮汐力为例,潮汐力强度正比于地球直径,而与地球至月球距离的三次方成反比。作用于湖泊、游泳池、浴缸及其他小型水体的潮汐力非常小,可以忽略不计。图一显示引力如何随距离减弱,在图中,引力以
1
/
x
2
{displaystyle 1/x^{2}}
的速度随距离的增加而减弱,潮汐力则可以被视为引力的梯度,因此潮汐力与距离的三次方成反比。图中,潮汐力的大小取决于两点间Y坐标的差。因此,若两点的X坐标之差越大,或者两点愈靠近图的左侧,则两点间的Y坐标差愈大,潮汐力即愈大。
举例来说,对地球而言,月亮造成的潮汐力大于太阳造成的潮汐力,尽管太阳对地球的引力较强,但因为地球距离太阳远,因此,在地球上太阳的引力梯度较小。月球在地球上造成的潮汐力大于地球在月球上造成的潮汐力。虽然两者的距离及所受引力大小相同,但地球的直径较大,也就是地球两端的距离较大,因此受到较大的潮汐力。一个物体受到的潮汐力不等于其所受到的引力,而是物体两端受到的引力差。也就是,如果物体直径越大,两端受到的引力差越大。引力与天体间距离的二次方成反比,靠近另一天体的一端受到引力大,远离的一端受到引力较小,而潮汐力正比于两端引力差。对于一个无限小的弹性球体,潮汐力效应会扭曲它的形状但不改变体积,球体会变成椭球体,凸出的两边分别朝向和远离引力源。大一点的物体会被扭曲成卵形,轻微地被压缩,地球上海洋受月球引力影响即是此种状况。地球和月球绕着两者的重心旋转,引力提供两者所需的向心力。地球(物体1)会受到月球(物体2)的引力影响,导致海水的重新分布,在靠近和远离月球的两侧形成凸起。当自转的天体受到潮汐力时,内部摩擦力会导致旋转动能以热的形式消耗。以地球和月球为例,旋转动能的损失造成每世纪增加2毫秒。潮汐力会影响海流,而海流能传递热能以调节全球温度。因此有人认为潮汐力的简谐震荡会导致气候变化,但目前并没有证据显示两者的关联性。潮汐力在靠近体积小却高质量的物体(如中子星或黑洞)时变得非常显著,这时潮汐力会将被吸引而下落的物体面条化。
潮汐力引发地球海洋的潮汐现象,主要的引力体为月亮,而太阳的影响较弱。潮汐力所造成的现象还有潮汐锁定,潮汐加速,潮汐加热,而潮汐可能引发地震。潮汐力也会在地球内部生成导电流体,影响地球的磁场。借由牛顿万有引力和运动定律,质量为m的物体受到来自另一质量为M的球体的引力,两者距离为R。加速度
a
→
g
{displaystyle {vec {a}}_{g}}
为r
^
{displaystyle {hat {r}}}
是从物体M指向物体m的单位矢量(物体m朝物体M的加速度方向为负),
现在考虑物体m附近的粒子因物体M所引起的加速度。R为从M质心到m质心的距离,Δr为粒子与物体m质心之间的距离。为简单起见,假设Δr远小于R,且Δr与R的方向平行。如果物体m本身是一个半径为Δr的均匀球体,那么所考虑的新粒子可能位于其表面上,至物体M的质心的距离为(R±∆r)。M在粒子处产生的引力加速度为将R2项提出将
1
/
(
1
±
x
)
2
{displaystyle 1/(1pm x)^{2}}
的级数展开成
1
∓
2
x
+
3
x
2
∓
⋯
{displaystyle 1mp 2x+3x^{2}mp cdots }
,可以得到第一项是M 在
m
{displaystyle m}
质心产生的加速度。这一项不影响观察到的m表面上的粒子加速度,因为相对于M,m(及其表面上的一切)是自由落体的。如果将近粒子的受力减去远粒子的受力,第一项会抵消,其他的偶数阶项也是如此。剩下的项表示两粒子受力差异,即是潮汐力造成加速度的项。当Δr与R相比较小时,只要考虑剩余的第一项,因为其他剩余项非常小并且可以忽略,此即是近似后的潮汐加速度这个式子中的距离∆r 是在m和 M的质心连线上,方向是从m的质心指向外部。
相关
- 加拿大卫生部加拿大卫生部(英语:Health Canada,法语:Santé Canada)是加拿大联邦政府中掌管公共卫生的部门。
- 德国驻日大使馆德国驻日大使馆(德语:Deutsche Botschaft Tokyo、日语:駐日ドイツ大使館),是德意志联邦共和国对日本国设置的外交代表机构,亦为德国规模最大的驻外使馆之一,馆址位于东京港区的南麻
- 导航导航是用来指引人一定的设备(载具)从一点出发到达另一点的技术的总称。狭义上讲,导航的过程是一个通过监视和控制载具的位置、速度等,并于目标点比对进而指引载具到指定点的过程
- HIOsub3/sub碘酸(化学式:HIO3)比溴酸和氯酸稳定,可以呈晶体状态存在,110℃分解同时有一部分脱水形成三碘酸(HI3O8),195℃脱水成五氧化二碘(I2O5),易溶于水,为强氧化剂及强酸。
- 醋酸根乙酸盐 (英文: Acetate),俗称醋酸盐,是乙酸所成的盐,含有乙酸根离子CH3COO−,即乙酸去掉羧基质子后形成的阴离子。乙酸根离子的化学式是−,它是一种羧酸根离子,并且是乙酸的共轭碱
- 曼内·西格巴恩曼内·西格巴恩(瑞典语:Karl Manne Georg Siegbahn,1886年12月3日-1978年9月26日),瑞典物理学家,1925年,他因为发现X射线的光谱,而获得1924年度的诺贝尔物理学奖殊荣。值得一提的是,他
- 环保环境保护(简称环保)是在个人、组织或政府层面,为大自然和人类福祉而保护自然环境的行为。由于工业发展导致环境污染问题过于严重,损害生态环境,部分更达到无法挽回的地步,触发各工
- 继室继室,或称填房、后妻、继配、续弦或续弦,是指男子在元配妻子去世后再娶的正室,东亚传统制度中,继室虽然与元配同为正室,礼制上均等,但宗法上地位仍然不及元配。为了区别,皇帝的继室
- 长辈长辈狭义中对血缘关系上的尊长的统称,包括祖父、祖母、母、父、伯、叔、姑、姨、舅等;例如兄、姊。广义则包括一切年龄可以做自己父母的人。长辈包括亲属长辈、老师及其他长辈
- 常理常理(英语:Common sense 或 Essential sense),一般人所应具备且能了解的知识。