月亮绕地球一圈需一个月,地球上的潮汐一天两次,潮汐究竟是不是 月亮引起的

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潮汐的确是月亮引起的。那么问题来了,月球围绕地球一圈需要一个月,地球上的潮汐现象却一天两次。这是为什么呢?

其实原因很简单的啊!先来看一张关于潮汐现象的示意图。

图示:潮汐形成示意图

动图中地球上的凸起就是海洋中的潮水,它的一面总是面对着月球,另一边背对着月球。为什么会出现这种现象呢?它们是由于月球的引潮力对海水影响造成的。问题是图中的月球围绕地球一圈的时间应该是一个月啊!海洋的潮汐现象可是天天都有的。有这种疑问的朋友可能忘记了一点,那就是地球也是在自转的啊!地球每24小时就会自转一周,因此在一天的时间内地球上的每一个地方都是有机会面对月球的。不然的话,月球转动而地球不转动,在地球上的我们岂不是一个月只能有半个月见到月亮?

图示:地球每24小时围绕地轴自转一周

地球上的潮汐现象产生的原因不仅仅是月球,还有太阳。虽然太阳距离地球很远,它对潮汐的影响不如月球大,但是太阳的影响也是存在的。特别是当太阳和月球排成一线的时候,它们的合力对地球上的海水影响最大,这时候的潮汐最大。

图示:太阳和月球排成一线时潮汐最大

其实这就是月亮围绕地球需要一个月,地球上的潮汐一天却有两次的原因。因为地球在自转啊!

月亮绕地球一圈需一个月,地球上的潮汐一天两次,潮汐究竟是不是 月亮引起的

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潮汐现象是由月亮吸引引起,是目前公认的的看法,当然,还有太阳的吸引,不过由于月亮比太阳距地球近得多,对潮汐现象的影响大得多,所以,习惯上只说潮汐现象是由于月亮的吸引力引起的。不过,严格的说,并不全是,这只是对面对着月亮的一面的海水涨潮而言,在面对月亮地一面的海水涨潮的同时,背对月亮的一面的海水也出现涨潮。地球上的海水随地球自转,由于惯性保持原来的运动状态,象雨天的车轮将轮胎上的水甩出一样,背对月亮一面的水会被甩的向外凸起。所以,面对月亮的一面和背对月亮的一面同时涨潮。

据此,问题就好解释了,月亮固然一个月绕地球一圈,如果地球不自转,每月地球上一个地方只有一次面对月亮,一次背对月亮,则地球上一月发生两次潮汐现象。

事实上,地球每天自转一圈,这样,每天地球上的同一地点都有一次面对月亮一次背对月亮,所以,地球上每天要发生两次潮汐现象。同时,由于月亮的公转,地球上的同一地点,每天面对和背对月亮的时间不同,所以,每天发生潮汐现象的时间略有不同。

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月球对地球最重要的影响之一是引起潮汐,因此潮汐与月亮存在着千丝万缕的关系,但和月球一样,太阳对地球的引力也会导致潮汐涨落,只不过太阳的潮汐并不像月亮的潮汐那样每天都在变化。正是因为月球的引力以及相对较小的太阳引力,才使得海平面每天交替涨落两次。

地球上的潮汐现象

潮汐是一种发生在沿海地区的自然现象,它是在月球和太阳的引力作用下而形成海水周期性的涨落现象。

为了方便识别,人们习惯把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向上的流动称为潮流,而且为了方便表示生潮的时刻,把发生在白昼的海水涨落称为“潮”,把发生在夜间的海水涨落称为“汐”,合称“潮汐” ,而潮汐的名称就是由此而来的。

其实在我国古代人们就已经察觉到潮汐与月球有关,东汉王充曾经在《论衡》一书里已提到:“涛之起也;随月盛衰”。但是真正对潮汐现象做出科学的解释,也是在万有引力定律发现之后,经过科学家们的研究,发现潮汐现象实质上是由于月球和太阳对地表海水和地球中心的引力之差产生的,一般来说潮汐是自东向西传播的,与地球的自转方向相反。

潮汐的产生

月球和太阳作为距离地球最近的天体,对地球上的海水都有较强的引力。虽然月球、太阳和地球的位置在时刻变化着,但是相互之间的引力始终都存在,也正是由于这股引力的作用,才促就了潮汐的产生。

一开始,我们认为是由于月球和太阳对地表海水和地球中心的引力之差所产生的,但经过科学家们的进一步的研究发现,其实是因为地球质点受到月球质点的万有引力就是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力,而这个向心力对应的惯性力与这个向心力大小相等方向相反,所以这两个力可以相互抵消。

但实际上地球体积较大,在距离月球最近的地面上物体,绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径,所以物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力,因此这两个力就不能相互抵消,此时物体的重力就会明显变小。如果这里所描述的“物体”是海水,那么这里就涨潮,所以在距离月球最远的海水也就会有涨潮现象的发生。

通俗的来说,涨潮退潮就是所谓的潮汐,而涨潮的原理就是地球上月亮面对的一侧因为受到月球的引力,水涌起,而背对月亮的一侧,月球对它向地心的引力最小,水仍然涌起;退潮的原理就是与月亮、地心连线垂直的地方,水位变得最低的地方。

月球每天只升落一次,那么为什么地球上的潮沙会涨落两次呢?

这个问题我们可以先假设整个地球都是被海水覆盖,而距离月球比较近的地面的水域受月球拉力最大,因此水就会朝向正对月球的那一点聚集;相反在地球的另一面,月球对地面的拉力要比对水的拉力大,因此水域在离月球最远的一点也形成了凸点,于是地球就有了大潮、小潮这两个最高水域点。

因此,当地球完成一次完整的自转,几乎地球上的每个点就都出现两次潮汐现象啦!

海洋中的潮汐隐藏着巨大的能量

其实利用潮汐可以发电,而且潮汐发电与我们的普通水力发电原理类似。

在涨潮的时候,将海水储存在水库内,以势能的形势进行保存,然后,在落潮时放出海水,从而利用高、低潮位之间的落差来推动水轮机旋转,带动发电机发电。潮汐除了能发电,还可以利用潮汐进行捕鱼、产盐及发展航运、海洋生物养殖等。

潮汐同时也是一大自然景观,世界上最著名的三大潮分别在南美洲的亚马逊、印度的恒河和我国的钱塘江,与前两者相比,钱塘江的潮汐则显得亲民很多。在钱塘江观潮的那一天,尤其是农历八月十八日前后,远眺钱塘江出海的喇叭口,潮汐形成汹涌的浪涛,犹如万马奔腾,遇到澉浦附近河床沙坎受阻,潮浪掀起三至五米高,潮差竟达九至十米,确有“滔天浊浪排空来,翻江倒海山可催”之势,而且钱塘江大潮变化万千,当你身处不同的地段,可赏到的潮景也不尽相同。

在农历每月的初一即朔点时刻处,太阳和月球就会在地球的一侧,所以就有了最大的引潮力,这也是“大潮”,而且在农历每月的十五或十六附近,太阳与月球在地球的两侧,太阳与月球的引潮力也会引起“大潮”。

在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,由于太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分,所以会发生“小潮”现象。因此在农谚中有“初一十五涨大潮,初八二十三到处见海滩”之说。

月亮绕地球一圈需一个月,地球上的潮汐一天两次,潮汐究竟是不是 月亮引起的

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如果不精确的计算,地球上潮汐一天两次与月亮公转没有多大关系,因为潮汐的次数只与地球自转有关。

但潮汐主要是由月球引起的,这一点也没有错。

潮汐是由于太阳和月球的引力作用下,形成海水周期性的涨落现象。

一般每日涨落两次,在白天涨起来的潮水就叫潮,夜晚涨起来的潮水就叫汐。

太阳和月球对地球的引潮力,是指太阳和月球对地球上单位质量物体的引力,以及地球旋转时产生的惯性离心力,这两种力组成的合力导致的。

因此引潮力与引力是有一定区别的。

太阳质量是月球质量的2706万倍,太阳到地球或者月球的平均距离约1.5亿千米,而地月距离为38.4万千米,相差约390倍。

如果根据万有引力公式计算,太阳与地球之间的引力就会远远大于地月之间的引力,那么为什么月亮对地球的引潮力更大呢?

这是因为引潮力与单纯的引力计算方式是不一样的,引潮力除了天体之间的引力作用,还需要将天体自转的离心力加上去,而且引潮力不是对整个星球的引力整体体现,而是对天体不同部位引力拉扯力的不同的体现。

这样天体之间的距离就变得更为重要了。

引潮力的计算是一个非常复杂的过程,但简化计算,可以把距离反比作用加上一个数量级,这样月球对地球的引潮力就大于太阳。

引潮力与万有引力公式,与质量成正比是一样的,但在与距离成反比上,万有引力是与距离平方成反比,而引潮力则与距离立方成反比。

万有引力公式:F-GMm/r^2

式中,F为万有引力值;G为引力常量,取值6.67x10^-11N·m^2/kg^2;M为大天体质量,m小天体质量;r为引力相互作用天体之间的距离。

引潮力公式:F1=GMm/r^3

式中,F1为引潮力值;G为引力常量;M和m为引潮力作用天体质量;r为引潮力作用天体之间距离。

根据计算,月球的引潮力是太阳的两倍多,当然这只是近似值。

除此之外,我们地球的潮汐还收到附近的一些行星影响,但影响的比重很小。总体上来说,月球对地球潮汐影响力约占70%,太阳占30%不到,其他行星的影响力只有0.6%。

所以,地球上潮汐大小完全跟着月亮走,这是无可置疑的。

但太阳的引潮力也是不能忽略的。

当太阳与月球和地球在一条直线上时,显然就是大潮时期,每年钱塘大潮一定是这种时候;而当地球与太阳、月球在一个三角位置时,月亮和太阳相互牵制,抵消了部分引潮力,地球潮水就是最小的时候。

现在来说说为什么一天有两次涨潮和落潮。

潮水涨潮落潮有一个特点,不是在地球的一面涨落,而是对应的两面涨落。

这主要是被月球吸引的一面涨了,而背对月球的一面就成为地球引力最弱的一面,地球自转的离心力就会把海水抛洒出去,这样就形成了地球的两边同时涨潮的现象。

涨潮时,是海水的上涨。那么海水并没有增加,怎么能够上涨呢?原来涨潮的同时,就会把地球两边侧边的海水吸过来,这样就出现了地球两侧最低潮的现象。

随着月亮相对地球运行,潮水就跟着月亮走,月亮移动过去潮水就落下了。

但月球一个月才围绕着地球转一圈,如果完全是月球走动引起的涨潮,一个月地球潮水就涨一次了。即便是按上述说法,相对应的地球另一面也同时涨落,也就是涨落两次了,那为什么每天涨落两次呢?

这位朋友恰恰忘了一个重要的事实,就是月亮一个月才围着地球公转一圈,而我们地球一天就转一圈啊。

这样相对海域对着月亮的移动速度,地球自转就比月亮快多了。

正是地球每天自转一圈,才使得自己不同的海域每天轮流对着月亮一圈,这样围绕着白道,也就是月亮围绕着地球公转的轨道面对着的海域,海水就此起彼伏的每天涨两次了。

而月球每个月,实际上是27.32天围绕着地球转一圈,因此每天在地球360度的球面上,只走了13度多一点,就不是地球每天涨潮两次的主要原因了。

结论是:地球上潮水涨落与月球有最主要的密切关系,但一天两次与月球公转基本没有关系,只与地球自转有关。现在明白了吗?

就是这样,欢迎讨论。

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月亮绕地球一圈需要一个月,地球上的潮汐一天出现两次,这两个都是事实,那么为什么两个现象的周期不一样呢?

首先我们先看看潮汐是怎么产生的。从根源上看,潮汐是由于引力造成的。简单地说,地球上的海水,每时每刻都受到来自月球、太阳等天体的万有引力,以及地球自身自转离心力的共同作用,使得地球的赤道和两极之间、正对月球(太阳)和背向的海洋区域产生引力差,引力差造成海水重力势能差,受到引力大的区域,海水会出现隆起,同时向着周边海平面较低的区域流动,产生潮涨和潮落,这就是潮汐现象的由来。

引起潮汐现象的引力来源,其实不光是月球,太阳也有一份功劳,虽然太阳质量与月球相比非常巨大,但它距离地球的距离实在是太远,贡献率仅为月球的三分之一。通常情况下,由月球引起的潮汐会把太阳引起的那部分给遮盖住或者抵消掉了。但是,当月球和太阳处于地球的同一侧时,也就是农历初一和十五,月亮的潮汐和太阳的潮汐会叠加在一起,此时地球上的潮汐就比平时要更一些,总体强度要大15%—25%。

之所以地球上每天都会出现两次潮汐现象,是和地球的自转分不开的。地球一天转一圈,海水中的每个点,在一天中都有机会正面对着月球和正背对着月球,所以一天会出现两次潮汐,这和月球每个月绕地球公转一圈是没有关系的。

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“月亮绕地球一圈需一个月,地球上的潮汐一天两次,潮汐究竟是不是 月亮引起的?”,地球潮汐的产生主要和地月之间的引力有关,除此之外潮汐还与太阳引力以及地球运动有关,虽然月球的公转周期长达一个月,但是由于地球自转的影响,潮汐一天会发生两次。

潮汐现象中的力

潮汐是指地球海水周期性的起伏变化,潮汐的产生离不开引潮力,引潮力其实是多个力的合力,包括月球引力、太阳引力以及地球围绕地月质点运动时产生的离心惯性力。 我们简单来分析一下。

我们知道海洋由于地心引力的作用覆盖在地球的表面,同时由于地球自转的原因,海洋也会受到离心惯性力的作用,但是这两种力的合力并不能使海洋产生周期性的起伏变化,那么海水是如何被“提起”的呢?在明白这个问题之前,我们需要先搞清楚地月系统的绕转运动,严格来说“月球围绕地球进行公转”这句话并不正确,因为它忽略了月球对地球的引力作用,实际上月球和地球都在围绕它们的公共质心进行运转,由于地球相较于月球来说质量很大,二者的公共质心在地球的内部,大约位于地心与月球连线上距地心4671千米远的地方。在太阳系中也存在质心位于中心天体之外的情况,比如冥王星与它的卫星卡戎,二者的运动情况如下图所示:

在了解地月系统的运行特点后,我们再结合下图来分析潮汐力。

如下图所示:

处于月下点的海洋会受到地心引力、月球引力和地球围绕地月质心运转产生的离心惯性力,其中离心力惯性力与月球引力会使海水受到向上的力,而“低潮区”的海水则不会受到这种“提升力”,因此月下点的海水在会产生隆起,同样由于合力的方向依然指向地球,所以海水不会被拉到月球上;我们再来看看对拓点,这里的海水一样会受到地心引力、月球引力和离心惯性力的作用,其中月球引力与地心引力的方向相同,而离心惯性力的方向指向图片中的下方,由于此处距离月球较远,所以月球的引力作用较弱,同样由于对拓点具有“提升”海水的分力,所以这个区域的海水也会发生隆起。伴随着地球自转与月球公转,海洋的隆起变化如下图所示:

当然,以上的情况并未分析太阳的引力作用,这是由于太阳距离地球较远,其对地球上单位质量的物体的引力远不如月球大,对潮汐的影响也没有月球大,想要分析太阳引力的影响可以参考上图的分析过程,如果太阳引力的方向和海水“提升力”的方向相同,则会使海洋产生更大程度的上涨,反之则抑制。

为什么月球公转一圈但是潮汐却发生两次?

古人将发生在早晨的海水上涨称为潮,发生在晚上的海水上涨称为汐。从上文中我们知道潮汐现象主要是由于月球的引力引起,但是月球公转一圈需要一个月,而潮汐现象一天却发生两次。这是为什么呢?其实这和地球的自转有关,由于地球的自转效应,上文中描述的“下月点”与“对拓点”都在快速的移动,我们知道地球自转周期为24小时,这就造成海水在24小时内,会受到一次月球引力的提升作用和一次离心惯性力的提升作用,因此潮汐通常每天会产生两次。

结语

地球的潮汐变化是由于月球引力、太阳引力和地球围绕地月质心运转产生的离心惯性力共同作用形成,由于地球的自转效应,同一位置的海水会受到一次月球引力的主导作用和一次离心惯性力的主导作用,因此潮汐通常每天产生两次。

感谢浏览,我是漫步的小豆子,谢谢。

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从现实上看,地球的运动速度有快有慢。又因为地球自身磁极的坐标与水平面是有一定夹角的。所以当地球运动得到新加速度时除了公转自转加快之外。也会产生抬头运动的起落单摆行为。故有潮汐现象。谬论多多,敬请组织和网友们批驳。

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潮汐形成的五大困惑

一、潮汐概念与周期

潮汐是指海水在天体作用下产生周期性的涨落现象,广义的潮汐还包括大气潮汐和固体潮汐,但成因一致,故一般意义的潮汐即指海洋潮汐。

地球上的海洋潮汐一般每日涨落两次,周期约为12.4小时,即涨潮期为6.2小时,退潮期也为6.2小时,但是也有一天只涨落一次的。

海洋的大潮(潮差较大的潮汐)周期约为14.8天,与农历月期或月相周期一致,与地球、月球和太阳的距离远近和位置周期也相关。

对于潮汐产生的原因,目前基本认同的观点是月球和太阳的共同引力作用,认为月球绕地公转存在远近地点的距离差而产生引力差,是潮汐形成的主要因素。

我们把这种引力解释潮汐成因的观点称为引力诠释,但是,引力诠释目前存在很多矛盾和疑惑,为此,引力诠释学者以引力为基础而导出引潮力、惯性力、向心力、粘稠力等多种虚力,力图去完美解释潮汐,但始终难以令人信服。

二、引力诠释潮汐成因的五个困惑与矛盾

引力解释潮汐现象成因的主要疑惑和矛盾集结在以下几点:

第一个疑惑:

按照引力诠释,地球分别处于月球和太阳远近点的引力差是潮汐形成的根本原因。但按照万有引力定律计算得到的理论值是:月亮的引潮力可使海面升高0.563米,太阳的引潮力可使海面升高0.246米,二者的合力最多可使海面升高0.8米,这是潮汐的最大幅度,且这种叠加效应一年仅有一两次。

所以,从这一理论数值上看,潮汐现象不会很明显,而事实上,几乎大部分潮汐都远大于这个高度,最高的近20米,也有部分小于这个高度的,排除地理因素和海域特征,很难解释有如此大的差距。

同时,地球上各地的潮汐高度几乎都不同,引力诠释者解释为月球与各地的距离有远近不同,所以各处受到的引力不相等,而事实上,地球各地与月球的距离最大差也就是地球的直径,不到1.2万公里,对于38万公里的月地距离完全可以忽略不计,其引力差几乎小到没有区别,显然,以引力差解释这一现象完全是忽悠性的牵强附会。

第二个疑惑:

按照引力诠释观点,距离月球近的一面对海水的引力大,从而把海水吸引过去引起海潮,即表现为海水凸起,那么,理论上离月球最远的一面引力较小,即对称面的海水应退潮,海水凹陷。

但跌覆三观的事实却是:对称两面是同时涨潮和退潮,这与解释完全矛盾,虽然有无数的版本用各种方法自圆其说,而事实上太缺乏说服力。

第三个疑惑:

如果潮汐是月球和太阳的引力所致形成,那么每天的潮汐周期应该与地球、月球和太阳位置的远近距离变化周期一致,这才符合引力差的解释。

事实上月球和太阳的理论引力数值对海水的影响本来就极小,那么每天因距离变化而产生的引力差就更微小了,这几乎可以忽略不计,这个引力差根本不足以产生这么大的每日潮汐。

且潮汐一般每天有两次,潮退周期仅6.2小时,在这短短的6小时里,月球和太阳哪来这么大的引力差和频繁的周期变化对应?

而且,日汐周期每天会推延或递增一定的时间,即第二天和第一天的潮汐时间是不相同的,会规律性向后变化一定的时间。

更不能理解的是地球上各地的潮汐有一日两次的半日汐,也有一日一次的全日汐,还有一日一次或两次的混合汐。

以上现象无法用引力诠释来解释,这是引力解释潮汐现象最大的难题和绕不过的坎。

第四个疑惑:

引力是瞬时作用,就算是光速吧,那么月相位置一旦形成,根据引力作用的时间推算,潮汐将同时发生,而事实是潮汐的形成总是延后约半小时。这也是引力诠释遇到难以诠释的难题。

第五个疑惑:

如果潮汐是因为地月距离远近而产生引力差而导致,那么,潮汐周期应该与月球公转和地球公转的周期一致。

而事实是:只有大潮的月潮和年潮周期与公转有关,而且大潮基本上遵循月相周期,即与月亮圆缺周期吻合,而月相周期并不与地月的公转周期一致,而对于日潮周期则更是无从谈及。

总之:引力诠释除了能解释潮汐与地、月、日相对运动有对应关系外,其它解释几乎都是失败的,这自然遭到很多学者的质疑。现在普遍认为潮汐现象是一个复杂的天体问题,不是用引力就能系统解释的,因此被称为潮汐之谜。

那么,为什么现在仍然流行用引力诠释来解说潮汐成因呢?

一是牛顿在其著作中解说潮汐,是具有权威性的影响认同;

二是潮汐确实与月球、地球和太阳相对运动相关联,大潮的周期也确实与月相关系很吻合。

三是对于引力诠释解说不清的矛盾和内容,大多认为还有其他因素干扰,或者存在还没有发现的机理,更多学者在自圆其说的补充、修正和忽略。

但又普遍认同引力是潮汐成因的主要因素,这就是引力诠释成为解说潮汐成因主流学术的原因。

那么,潮汐形成的真正原因是什么?

很多学者在研究中发现:天体公转改变了整体星系的质心,星系质心变化才是潮汐形成的根本原因;而天体在椭圆轨道上公转作变速运动,因此存在公转速差是潮汐叠加的主要因素。这就完美而准确的解释了潮汐的各种现象。

三、潮汐形成的最根本原因是:地月系的质心点的周期变化。

说明白点就是月球和地球是一个整体,月球公转和地球自转都是绕整体地月系的质量平衡中心旋转,这个旋转中心相当于整个地月系的重心。

因为月球和地球不停的旋转,月球处于不同时刻处于不同的位置,所以质量分布发生周期变化,因此地月系的重心就是动态的小椭圆。

地球绕动态的地月系重心自转,就会发生周期变化而出现震荡,海水呈现中间凹而边沿凸的椭圆状,这就是潮汐。

潮汐的周期与月球公转周期和地球自转周期正好吻合。

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地球上的潮汐和月球没有关糸!潮汐是由于地球的自转所生产的离心力引起的,作为液态水的大海更明显罢了!潮起潮落间一两米的落差,假如是月球的吸引力,那么地上的物体不是全都被吸到月球上去了吗?!就拿陆地上的水塘水坑来说,月球引力能抬离海平面万亿吨的海水为什么就吸不去陆地上的一盆水呢?

但月球却受地球的吸引力所控制,由其是潮峰,也就是力离心潮,当然有人会问为什么月亮上石头不会被引到地球呢?因为月球是被地球整体吸引,而月球本身也有引力,但作为液态和气态的水早已被地球吸入了,甚至偏重的一面至今仍被地球抓着!

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月球绕地球一圈需要一个月,地球上的潮汐一天有两次,地球上的潮汐是不是月球引起的?准确来说一点,地球上的潮汐是由太阳和月球共同作用的结果,不过太阳引起潮汐的效应比月球小。另外,地球上之所以一天会有潮汐两次,这是因为地球也有自转,所以才会产生一天两次潮汐的效果。

地球上的潮汐在太阳和月球引力的共同作用下,形成周期性的涨落现象。在月球围绕地球公转的时候,由于月球对于地球的引力作用,在地球的中心可以看成是向心力与离心力相平衡,而我们知道,像地球这么大质量的球体,并不可以看成是一个质心,所以在地球靠近月球一面与远离地球一面的向心力与离心力是不能相抵消,从而会产生一个向外的力,但是液体不像固体一样,液体具有流动性,所以在地球上会引起潮汐。同样,地球对于月球也有引力,但是月球表面是固体,不像液体一样有流动性,慢慢的月球两端会鼓起来,所以月球也就逐渐被地球潮汐锁定,由于潮汐锁定的缘故,在地球上也就只能看到月球的一面。

地球上的潮汐是由太阳和月球共同作用的结果,当太阳、月球以及地球处在同一直线上的时候,会出现大潮,当太阳、地球以及月球之间的夹角成90°夹角的时候,地球上会出现小潮现象。

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