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潮汐现象的成因及规律分析
作者：韩忠全
来源：《物理教学探讨》2010年第02期
潮汐是指海水每天发生的两次涨落现象。海水的涨落发生在白天的叫潮,发生在夜间的叫汐。潮汐现象的出现主要是由月球、太阳对海水的引潮力产生的。本文将从力学的角度来探讨潮汐现象的成因及其规律。
1 引潮力及引潮力公式
1.1 月球对海水的引潮力
地球在绕着太阳高速运动的同时,也绕着地球的轴在自转,所以地球是一个非惯性系。在非惯性系中,存在一个惯性力。随着地球的自转而旋转的海水,一方面受到惯性力的作用,同时也受到月球对海水的万有引力的作用。月球对海水的万有引力跟月球距海水的距离有关,致使月球对海水的引力不均匀,所以不同处海水受到的惯性力与月球对海水的万有引力的合力就不同。我们把海水的惯性力与月球对海水的万有引力的合力叫引潮力。正
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是由于月球和太阳对海水的引潮力引起了海水的涨落,形成了潮汐现象。
1.2 月球的引潮力公式
如图1所示,以地月两球心的连线为平面坐标系的x轴,垂直于地月连线的直线为y轴,以地心为坐标系的原点。则对地心有F合=F
引+F惯=0,其中F引为月球对地球
2,式中M地、
的万有引力,F惯为地球的惯性力。由此式得:F惯=-F引=-GM地M月/rM月分别表示地、月两球的质量,r表示地月两球球心间的距离。