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潮水问题的答案,给左棍看看什么叫物理
送交者: 谁让你直播的 2010年12月09日07:12:15 于 [教育学术] 发送悄悄话
先回顾一下问题:海洋的潮汐有一大半是月球引起的(一小半是太阳引力引起)。 我们忽略太阳的影响不记。月球的引力在地球靠近月球的一边吸引海水形成HIGH TIDE,那么地球远离月球的另外一边应该是LOW TIDE才对,为什么实际上也是HIGH TIDE?

昨天提示了关键词“惯性”。 这帮左棍还是不得要领。还有某物理科班的博士瞎扯什么拔河之类。其实他的意思我明白。这个科学术语叫做“潮汐力”(TIDAL FORCE)。 汗颜啊!物理博士还要扯到什么色情科幻小说上而不知道这个术语叫什么。这难道不是不学无术?我先公布一下我的答案,在说说为什么不是潮汐力。

大家都知道,月球围绕地球做28天为周期的运动。那么地球难道就不动(不考虑公转)。 引力是双向的。地球吸引月球,月球也同样吸引地球。所以,正确的说法是,月球和地球都在围绕共同的质量中心转。这个质量中心比较靠近地心。 所以,地球也在围绕这个质量中心做28天为周期的运动。既然不是匀速直线运动,那么就一定有加速度。这个加速度源自月球对地球的引力。有加速度就会有惯性(不愿改变运动状态的性质)。 地球的海洋是流体,因为惯性就会流向跟加速度相反的方向。这就是地球背对月球一边为何也是高潮位的原因。

现在说说潮汐力为何不是正确答案。潮汐力解释地球面向月球一面的高潮位是正确的。这一面对高潮位完完全全是由潮汐力引起。所谓潮汐力,就是在引力场中,有一定尺寸的物体在靠近引力源的一端收到的引力比远离引力源的一端受到的引力大。这样就造成了一种“拉伸”效应。某博士所说的“拔河”大概就是指这个。但是,用拔河来比喻是非常错误的。并不是有力在两端往两个方向拉,而是一段受到的拉力比另外一端受到的同一方向的拉力大。更形象的比喻是,一列火车,两端都有火车头。前端的火车头是10000马力,尾部的火车头是5000马力。这两个火车头都往一个方向运行,行使推力。 但是因为前面的车头马力大,造成火车中部各个车厢有分开的趋势。1993年撞击木星的SHOEMAKER彗星,就是之前因为木星巨大的潮汐力而分解为很多碎片的。如果只考虑潮汐力,那么地球面对月球一面是高潮毫无疑问,但是背对月球一面应该是低潮。 因为月球的引力跟地心引力在这一面是同向的。虽然这里月球的引力会稍微小一点(因为距离远了13000公里),但是小得不太多(地月距离38万公里)。所以潮汐力引起的海洋潮水,远看像一个鸡蛋的形状,尖的一头指向月球,而地球(蛋黄)在大头一端。实际上地球的潮水是梭子的性状,指向月球的是高潮,背向月球的也是高潮。
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