为什么在潮汐示意图上,远月点和近月点上都是high tide?
为什么在潮汐示意图上,远月点和近月点上都是high tide?
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潮汐运动实际上是多种力共同作用的结果,并不单单与月球引力有关,所以单纯的近月点和远月点并不会引起潮汐大的改变。
潮汐的成因
事实上,地球处于宇宙空间中,受到来自各个方向引力的作用,地球上的潮水也是一样,但由于质量以及距离的因素,月球和太阳是造成地球潮汐运动最主要的引力来源,而且由于地月距离近,在潮汐运动上,月球的引力作用又是主导因素。下面以地月系统为例我们尝试分析一下。
地月系实际上是一个双星系统,只不过二者共同围绕转动的轴心位于地球内部,所以才称月球为地球的卫星。此时,我们假定地球和月亮都是一个质点,二者共同围绕一个中心做匀速圆周运动,那此时F向心力=Gm1m2/L²=m1w²r1=m2w²r2=F离心力。
然而地球是一个体积很大的球体,这样地球各处所受到的力场会各不相同,这样在靠近月球的一侧由于所做圆周运动的半径会明显小于地球质心的运动半径,这时就会造成向心力大于离心力。而同时在背离月球的一侧运动半径就会增大,这样离心力就会大于向心力。所以地球表面所受到的月球的引力大小和方向是不一样的,这就造成了地球上的物体受到的总合力方向不同。而靠近月球一侧,向心力大于离心力,这时海水会被月球引力吸引而发生隆起,同时背月面由于离心力大于向心力,海水会往远离地球的方向隆起,这样就产生了潮汐作用的高低潮位。
而由于地月是一个稳定的双星系统,地球上的相对于地月共同质心的某一点其所受的地月引力以及向心力离心力的合力大小是一定的,并不会因为月球的相对位置变化而造成力的大小改变,所以反映在潮汐运动上也是如此,潮汐的大小并不会因为地月相对位置的改变而产生明显的变化。

大小潮成因
然而除了月球对地球施加引力场的作用,太阳也对地球施加引力场,不过由于日地之间过于遥远,太阳对地球各处的引力差作用远没有月球那么明显,所以太阳引起的引潮力作用不到月球的一半,仅占潮汐作用的三成作用。
而我们常说的大小潮则是因为太阳与月球的引潮力共同作用的结果。
这样由于太阳月球的引力场方向会有所不同,有时会造成太阳潮跟月亮潮的叠加形成大潮,而有时则太阳潮跟月亮潮相互抵消,则形成小潮。

所以说,1、地球上的潮位大小实际上是由太阳跟月球的相对位置引起的,跟月球的近地还是远地点并无直接关系。
2、同时地月是一个围绕共同质心运动的稳定的双星系统,地球上相对于地月系统共同质心的某一点其所受到的各种力的总合力是一定的,其力的方向和大小并不会随月球的相对位置而发生大的改变,所以地球上的潮汐的变化跟月球的近地点跟远地点并没有直接关系。
2018-03-25 10:46:54