为什么月球不坠入地球反而越来越远?

如题所述

月球是地球的唯一的卫星,是地球与其他行星相撞而引发的产物,从古至今月球也一直在围着地球环绕,但是因为地球重力的吸引月球一个无法脱离地球。但是地球质量是月球的81倍,根据重力法则,月球应该会被吸引然后坠入地球,那为何却越来越远了呢?

月球围绕地球环绕无非是地球的引力和作用力。引力大家都是知道的,那么作用力的作用是什么呢?作用力与物体速度方向相反。同理倘若一个向右移动的物体受到向左的作用力。物体的速度因此会减慢。如果月球以恒定速度环绕地球运行,那么它既不会加速也不会减慢。作用力与物体速度方向相垂直。我们将这种力称之为“侧面”力。如果物体仅仅受到垂直力,它既不会加速也不会减慢,只会改变方向。因此如果想要施加持续的垂直力,力的方向必须不断改变以保持与物体移动方向相垂直。如果月球真的以完美的圆移动,那么受到引力作用将永远是“侧面”力。很明显月球受到的引力作用并非与速度方向垂直。在这样的情况下,引力的部分分力是与速度方向相同,因此月球移动速度会加速。而引力的另外一部分分力是垂直力,因此月球将会改变移动方向。月球在向地球靠近时,速度不断增加,反之亦然,随着月球远离地球,速度不断减少。也就是说月球一直在用自身的速度抵消地球对月球的吸引力。

那既然抵消了吸引力那么月球为什么会距离地球越来越远呢?主要原因是地球的自转角动量转移到月球的轨道角动量!地月体系的角动量守恒,地球的自转角动量通过潮汐作用转移到月球的轨道角动量。月球远离地球的速度有多少呢?由于阿波罗登月时,宇航员在月面上架设了激光反射装置,因此现在的天文学家能够非常精确并且方便地测量地月之间的距离。1994年,Dickey等人在《科学》杂志上发表文章称,目前月球远离地球的速度是每年3.82±0.07厘米。如果假设月球远离地球的速度始终保持在这个数值,那么10亿年间地月之间的距离就会增加大约38200千米。而今天的地月平均距离大约是千米,因此在这个简单假设之下,距今10亿年前地月距离大约是今天的90%,但仍然有千米。而且由于潮汐作用地球的自转逐渐变慢,地球自转的角动量逐渐转移给月球,月球获得角动量后慢慢远离地球,目前远离地球的速度为:3.8厘米/年。

这也就是为什么月球会距离地球越来越远了,而其后果就是,月球将脱离地球的重力区域,到那个时候月球将会进入了太阳系的重力区域,也有推测可能成为行星。也有可能与其他行星相撞。当然这种事情是长时间的。

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第1个回答  2020-02-28
月球为什么会离地球越来越远
地球逐渐远离太阳这和月球以每年大约3.8厘米的速度远离地球的原因相同。月球以每年大约3.8厘米的速度远离地球,这是为什么,科学家们还没有找出原因。地球膨裂说认为,这是地球自转变慢造成的。
科学家们经过观测,月球以每年大约3.8厘米的速度远离地球。地球在100年里,一日的长度大约增长千分之一秒到千分之二秒,也就是地球1年1天慢0.00001秒,1年慢0.5秒。
地球膨裂说认为,因为地月系统是一个旋转体,所以地球自转1年慢0.5秒,整个地月系统就1年慢0.5秒,地月系统的半经就增加3.8厘米。这就象滑冰运动员手臂伸平后旋转速度会减慢;滑冰运动员旋转速度减慢,滑冰运动员身体半径变大一样。
因为地月系统是一个旋转体,所以地月系统也应该遵守角动量守恒定律。
设月球变慢前的角动量为f =mvr , 因为v = s/t, 所以f =mrs/t ,s为月球365天公转的距离、t为365天
所以月球变慢前的角动量为f =m384401千米s/365天 (1)
所以月球变慢后的角动量为f1=m384401千米+3.8厘米s/365天+0.5秒
因为3.8厘米 是384401千米的0.0000000001倍
0.5秒是365天的0.00000001 倍
所以月球变慢后的角动量为f1 =m384401千米+(384401千米×0.0000000001)s/365天+365天×0.00000001.
所以月球变慢后的角动量为f1 =m384401千米(1+0.0000000001)s /365天(1+0.00000001) (2)
因为 1. 0000000001和1. 00000001几乎相同
所以(2)式约分后和(1)式相同,月球角动量守恒,月球的角动量没有变化,理论计算和实际测量完全一致。这足以证明月球以每年大约3.8厘米的速度远离地球,这是地球每年变慢0. 5秒造成的。
作者:赖柏林
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