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海水每天的涨落有两个原因:

一个是地球自身的自转,一个是外部天体的引力干扰(日月引潮力)。

简单来说,潮汐力是一个物体。由于自身体积的原因,物体各点与引力源的距离有差距,导致各点引力不同,引力方向不一致,所以物体会变形。

就地球而言,覆盖其表面的海水最明显地受到潮汐力的影响。然后随着地球本身的自转,产生了每天的涨潮落潮现象。

潮起潮落是一种常见的自然现象。然而,千百年来,直到牛顿提出万有引力定律,人类才知道大海为什么会潮起潮落。

我们知道引力的大小与物体的质量成正比,与物体间距离的平方成反比。但由于引力最常用于大尺度的距离,比如研究地球绕太阳的运动,由于地球直径只有12000多公里,太阳直径只有140万公里,与地球到太阳的平均距离1.5亿公里相比,这些都可以忽略不计,所以理论上, 我们经常用粒子来简化运动模型(连距离地球38万公里的月球都可以用粒子来分析),所以潮汐力并不是一个关键概念(相对于中学物理)。

但是,大海的潮起潮落是由这不起眼的潮汐力控制的,因为地球还占据着一定的空。按照距离的平方反比,除了地球本身对海水的引力,考虑到月球、太阳等天体,地球表面各点的引力大小和方向都不一样,但最重要的是月球和太阳,因为月球离地球比较近,其次。

我们先简单分析一下这个过程,因为引潮力的原理是一样的,所以可以单独分析月球对地球的影响。

考虑了两个主要因素:

一个是月球对地球表面所有点施加的引力大小和方向的差异。

二、要注意:严格来说,月球不是绕着地球转,而是绕着地球和月球的共同质心转,地球也是如此,所以地月系统中存在惯性力(离心力)。

知道这些后,请看下图。

图中非常直观的给出了海水在地球表面给定点的受力情况。可以看出,在重力和离心力的作用下,靠近月球的一侧和对应的背面产生了一对相反的力,也就是说AB两侧的海水是相互远离的趋势;另一方面,CD两侧的海水倾向于彼此靠近,这种应力反映的情况如下图所示:

而且我们还可以看到,由于地球本身的自转周期要比月球公转周期快得多(地球自转24小时,月球绕地球公转27天),地球大部分沿海地区在一天内会经历两次高潮和低潮。

但是,这只是单独考虑月球的情况。如果加上太阳的影响,那么潮汐就会改变。简单来说,如果太阳、月亮、地球连成一线,那么就会迎来春潮。相反,如果地球与月球的连线垂直于地球与太阳的连线,那么将会迎来小潮(如下图所示),但需要注意的是,涨潮的一面会一直朝向月球,因为月球引起的引潮力总是超过太阳。

潮汐携带了大量的能量,潮汐发电就是一个很好的应用。

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