||
这个问题在一些教材或教学论文曾论证过,但还不够简单明了,这儿给出简洁而清晰的论证。
月球引力场在地球的不均匀性在地球表面引起海水的潮汐,潮汐力使得地球表面离月球近和离月球
远处的海水隆起。又地球自转的速度(一圈24小时)比月球绕地的速度(一圈一个月)快,因此地球
与潮汐的海水便因为相对运动产生摩擦,摩擦力阻碍了地球的自转,这样地球的自转在变慢。
为什么潮汐会使得地月的距离会增大呢?地月之间的力是万有引力,月球绕地球转动。以地球为原点,
地月引力为有心力,则地月系统的角动量守恒, $\overrightarrow{L}+\overrightarrow{I}\equiv \overrightarrow{J}$ 。式中 $\overrightarrow{L}$ 是月球绕地轨道角动量, $\overrightarrow{I}$ 是地球自转角动量。如下图示,当自转角动量变小时,月球的轨道角动量变大,当把月球轨道视为圆轨道时要求
$\left |\overrightarrow{L} \right |=mr^2\omega$ 中的 $r^2\omega$ 要增大。
地月万有引力 $GMm/r^2=mr\omega ^2$ ,由此公式得 $GMmr=mr^4\omega ^2$ ,我们得到了潮汐使得地月之间的距离增大。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-23 19:15
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社