大海為什麼會漲潮退潮,退潮之後的海水去哪了?

牛頓力學有兩個重要的定律,其中牛頓第一定律是說:一切物體在沒有受到力,或者合力為0的作用時,物體總是保持靜止,或者是勻速直線運動。

當物體受到力的作用時,會改變自己的運動狀態。比如:自行車之所以能行駛,是因為人施加了力;自行車之所以會停止,是因為摩擦力的作用。

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大海也是一樣,如果海洋中的水,受到的力為0時,那麼海洋中的水將會非常平靜;然而生活中,海洋的水經常潮起潮流。很明顯,自然界存在著一種力,改變了海水的運動狀態,那麼這種力究竟是什麼呢?為什麼常年能對海水施加影響呢?

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為什麼大海會潮起潮落?

其實,海水之所以會潮起潮流,和月亮的引力有關,也叫作潮汐力。

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我們知道,力是具有方向的,地球上的重力和引力都是指向地球內部,所以對我們來說,“下面”就是指地球的內部。

但是對於月亮來說,月亮的引力方向就是月亮的內部,如果從地球上看上去,月球的“下方”就是天上。

也就是說,在地球上的任何物體,都會受到兩個力,既:地球的引力和月球的引力(太陽以及其他引力太小,這裡暫且忽略不計)。而地球和月球的引力方向又是相反的,那麼地球上的物體,究竟應該受哪個力的影響最大深呢?

如果物體受地球的引力影響比較大,那麼地球上的物體就會老老實實呆在地球表面。如果物體受月球的引力影響比較大,那麼它就會在月球的引力作用下飛向天空。其實這和牛頓當初思考的問題一樣:熟透的蘋果為什麼不會落到天上去,而是會落回地面?牛頓苦思冥想之後,最終通過一系列的研究得出了萬有引力公式:

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他認為,物體受到的引力大小,兩個物體的質量以及兩個物體之間的距離的平方有關,質量越大,它們之間的萬有引力就越大,距離越遠,引力就越小。

也就是說,地球上的物體會同時受到地球引力和月球引力的影響,但由於月球質量較小,再加上月球距離地球過遠,所以地球上的物體主要是受地球引力影響,都老老實實待在地面上。

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但是水不同,我們知道,水是液態,沒有具體的形狀,當它受到的月球引力稍微多一些時,周圍的水都會湧到一起,形成高潮。而此時另外的地方水量少了,就會形成低潮。(太陽也對地球有潮汐力,不過太陽提供的潮汐力太小,地球海洋潮汐變化主要是由月球提供)

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在沒有月亮的另一側,由於地球自轉的作用,也會形成高潮,也就是說,地球會同時在兩個地方形成高潮。

退潮後的海水去哪裡了?

如果我們從固定的地方來看,潮水退去後,它們迴歸了海洋,但海洋的海岸線並沒有升高,那麼退潮後的海水去哪裡了呢?

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其實,退潮後的海水,又在別處形成了高潮。

我們知道,月球時時刻刻都在圍繞著地球轉動,當月球轉動到哪裡,海洋中的海水就會匯聚在哪裡,正是因為如此,地球上的水才沒有蔓延到陸地上來,形成災難。

其實,你知道嗎?大海的潮起潮落,還讓地球自轉速度減緩。我們知道,海水在形成潮水的過程中,水分子之間會產生摩擦力,再加上海水拍打海岸,也會消地球的能量,並以熱量的形式散發到宇宙中。就這樣,地球的動能逐漸被消耗,自轉的速度也在逐漸變慢。

在地區剛形成之處,地球自轉的一圈速度是8小時,在恐龍時期,地球自轉一圈的速度是20個小時,而今天自轉一圈是24個小時。

如果地球歷史足夠長,未來還會發生月球將地球潮汐鎖定的現象,既:一天等於一個月。

目前地球已經把月球潮汐鎖定了,潮汐鎖定的原因,和月球潮汐鎖定地球一樣。之所以地球會先把月球潮汐鎖定,是因為地球的質量較大,對月球產生的潮汐力也較大。


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