如今 , 地球與月球之間的平均距離為384000公里 。作為地球的一顆衛(wèi)星 , 月球有規(guī)律地圍繞地球旋轉(zhuǎn) 。此外 , 由于“潮汐鎖定” , 月球?qū)嶋H上只有一面常年面向地球 。人類要想看清楚月球的另一面 , 只能借助探測器繞月球背面一圈 , 進行拍照和觀測 。也有人說 , 月球原本是地球的一部分 , 但后期由于某種原理與地球分離 , 最終形成了月球 。
月球每年遠離地球3厘米 , 會不會有一天月球徹底離開地球?
月球軌道高度與速度有著直接的關(guān)系 , 而其遠離地球不是行星發(fā)動機的推離 , 而是海水的功勞 。1、月球軌道數(shù)據(jù)1.1公轉(zhuǎn)/自轉(zhuǎn)周期月球每月饒地球一周(公轉(zhuǎn)) , 精確的數(shù)據(jù)是27.323天 , 自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)一致 , 所以我們只能看到月球的正面 , 這是地月引力潮汐鎖定決定的 。1.2橢圓軌道參數(shù)地球質(zhì)心與月球質(zhì)心平均距離約385000km ,
實際的月球軌道是個橢圓 , 近地點與遠地點的距離分別為364397km和406731km 。橢圓軌道的平均離心率為0.0549006 , 比較接近于0 , 即月球軌道比較接近正圓 , 所以 , 為了簡化計算 , 后面的計算都將月球軌道視為正圓 。如下圖 , 上述數(shù)據(jù)均來自于維基百科 。2、理論分析對月球進行分析 , 其受地球引力 , 其他天體對月球的引力忽略 , 如下圖 ,
月球的線速度為v 。根據(jù)牛頓第二定律 , 最終我們得到線速度與軌道半徑的關(guān)系 , 已知G=6.67e-11N·m2/kg2 , 地球質(zhì)量M=5.972e24kg , 速度與軌道半徑的曲線如下圖 。當(dāng)前月球的平均線速度為1022m/s , 軌道半徑385000km , 上圖紅圈所示 , 可見 , 實際值與理論值存在偏差 。這是因為理論模型采用的是正圓軌道 ,
從圖上看 , 這個偏差略小 。理論分析的結(jié)論是:隨著地月距離的增加 , 月球的線速度會慢慢降低 , 3、月球遠離的原因月球的離開 , 并不是《流浪地球》計劃的特地推離 , 而是地球上的海水的阻礙 。我們視地月為一個系統(tǒng) , 在整個系統(tǒng)內(nèi)部 , 能量是守恒的 , 當(dāng)?shù)卦绿幱谀骋晃恢脮r , 地球上的海水由于受月球引力的作用 , 形成潮汐 , 如上圖藍色部分 。
而當(dāng)月球飛過一個距離后 , 海水由于引力 , 也會向著月球前進的方向“追逐” , 但是 , 海水與地球本地存在著阻力 。所以 , 海水的潮汐位置始終落后于月球垂直引力點 , 這就造成似乎海水被月球牽著鼻子走 , 引力一直在前方 , 海水一直處于“加速”的狀態(tài) 。反過來 , 對月球來講 , 除了地球本體的引力 , 海水也會對月球有引力 , 而這個引力卻是與月球前進方向成鈍角 。
如下圖 , 紅色箭頭是地球本體的引力 , 指向地心 。橙色箭頭是海水對月球的引力 , 指向海潮的質(zhì)心 , 由于海潮位置移動沒有月球那么快 , 橙色箭頭與月球前進方向是鈍角 , 即 , 海水引力對月球來講是減速的 。因此 , 地球上的海水 , 就像一個巨大的阻尼器 , 始終在拖后月球的前進速度 , 月球速度的降低 , 直接導(dǎo)致了月球軌道高度的變大 。4、總結(jié)月球每年遠離地球3cm , 主要原因在于地球上的海水在追月的過程中存在阻力造成的滯后 , 海水對月球的引力方向與月球前進方向成鈍角 , 對月球起到了減速的作用 ,
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