Tại sao Mặt trăng rút khỏi Trái đất do thủy triều? Đây có phải là điển hình cho các mặt trăng khác?

Sau khi đọc Q & A Mặt trăng có di chuyển ra xa Trái đất và gần Mặt trời hơn không? Tại sao? về thủy triều truyền năng lượng lên Mặt trăng và đẩy nó từ Trái đất, tôi có một câu hỏi:

Làm thế nào năng lượng đó thực sự được chuyển đến Mặt trăng? Việc tạo ra thủy triều đòi hỏi năng lượng, vì vậy tôi mong rằng việc này sẽ lấy năng lượng từ Mặt trăng, làm chậm nó và khiến nó cuối cùng rơi trở lại Trái đất. Tại sao điều đó không xảy ra?

Cuối cùng, nếu đây là cơ chế chung, liệu các mặt trăng khác quay quanh các hành tinh có bề mặt chất lỏng và gây ra thủy triều, có bị rút khỏi các hành tinh mẹ của chúng không?

the-moon orbit earth

— Thủy thủ Danubian
nguồn

Lưu ý suy thoái chỉ xảy ra khi sơ cấp quay nhanh hơn vệ tinh. Khi vệ tinh đang di chuyển nhanh hơn so với chính (như Phobos và Sao Hỏa), thì nó sẽ xoắn vào chứ không phải ra ngoài.

— BowlOfRed

@ СССС Um: Um, "gần mặt trời hơn"? Nó cũng tiến xa hơn từ Mặt trời, một nửa thời gian ...

— ThePopMachine

Câu trả lời:

Thật ra nó khá đơn giản.

thủy triều phồng

Mặt trăng tạo ra thủy triều. Do thủy triều, nước phình ra về phía Mặt trăng (và cũng ở phía đối diện).

Nhưng Trái đất cũng quay khá nhanh (mỗi ngày một lần), nhanh hơn Mặt trăng quay quanh Trái đất (mỗi tháng một lần). Có ma sát giữa Trái đất quay và phình nước do thủy triều tạo ra. Vòng quay của Trái đất "muốn" xoay phình nhanh hơn.

Trên thực tế, vòng quay của Trái đất kéo theo độ phồng của thủy triều về phía trước - phần phình luôn đi trước Mặt trăng một chút. Khi Mặt trăng ở kinh tuyến, thủy triều đã giảm.

Vì vậy, có một khối lượng nước cực lớn trên Trái đất, đi trước Mặt trăng một chút. Khối nước này tương tác hấp dẫn với Mặt trăng.

Điều này có hai tác dụng:

nó làm chậm sự quay của Trái đất, dần dần hút năng lượng từ nó (Mặt trăng kéo phình ra, và do đó Trái đất, "quay lại")
năng lượng đó được đưa vào chuyển động quỹ đạo của Mặt trăng, thực sự "kéo" nó về phía trước

Khi bạn đổ năng lượng chuyển động vào một cơ thể quay quanh, nó sẽ chuyển sang quỹ đạo cao hơn - quỹ đạo cao hơn có nghĩa là nhiều năng lượng hơn. Do đó, việc chuyển năng lượng từ vòng quay của Trái đất sang quỹ đạo của Mặt trăng dần dần làm cho quỹ đạo của Mặt trăng ngày càng lớn hơn.

Điều này chỉ xảy ra vì Trái đất quay nhanh hơn Mặt trăng quay quanh nó. Nếu Trái đất bị khóa chặt với Mặt trăng (quay chính xác nhanh như Mặt trăng quay quanh nó), thì sẽ không có sự chuyển giao nào xảy ra. Nếu Trái đất quay chậm hơn quỹ đạo của Mặt trăng, thì sự chuyển đổi sẽ ngược lại (từ chuyển động quỹ đạo của Mặt trăng sang vòng quay của Trái đất).

Lưu ý: Ngược lại, một vệ tinh có nhiều năng lượng thực sự di chuyển chậm hơn, nhưng ở quỹ đạo cao hơn. Năng lượng tăng thêm đi vào việc tăng quỹ đạo, không làm cho tốc độ của nó nhanh hơn. Tại sao điều này xảy ra chính xác là một cuộc thảo luận toàn bộ.

— Florin Andrei
nguồn

Có sóng thủy triều trong lớp phủ nóng chảy của Trái đất không?

— LocalFluff

Toàn bộ Trái đất, bao gồm lớp vỏ "rắn" và bên trong mềm mại của nó, trải qua một đợt thủy triều do Mặt trăng; trên quy mô hành tinh không có chất rắn thực sự. Nó được gọi là thủy triều Trái đất. Biên độ theo thứ tự hàng chục cm. web.ics.purdue.edu/~ecalais/teaching/eas450/Gravity3.pdf

— Florin Andrei

@ user104372 Năng lượng không chỉ tồn tại dưới dạng động năng. Trong trường hợp này, tổng năng lượng (động năng cộng với thế năng) của quỹ đạo rộng hơn sẽ lớn hơn. Đây thực sự là vật lý cơ bản mà bạn đang tranh luận.

— Rob Jeffries

Re Đó là đơn giản đẹp, thực sự. Nó không đơn giản. Bức tranh thật phức tạp hơn nhiều so với bức tranh đơn giản này. Các chỗ thủy triều như được mô tả trong hình ảnh không tồn tại. Nếu nó tồn tại, thủy triều cao sẽ xảy ra ngay sau khi cực đại của mặt trăng (và sau đó 12 giờ 25 phút sau đó). Điều này rất hiếm khi được quan sát. Trong thực tế, phình thủy triều đó không thể tồn tại. Để có được bức tranh chính xác, người ta sẽ phải tích hợp các hiệu ứng của các đại dương trên Mặt trăng trong một khoảng thời gian dài (tốt nhất là từ 18 năm trở lên). Mô hình của chúng tôi chưa có.

— David Hammen

Bạn đã xác định chính xác rằng các lực thủy triều đang truyền năng lượng từ Trái đất lên Mặt trăng. Năng lượng này làm cho quỹ đạo của Mặt trăng trở nên lớn hơn do đó làm chậm nó.

Hơi trực quan một chút, nhưng nếu bạn nghĩ về nó, Trái đất sẽ quay với tốc độ 1 vòng quay mỗi ngày Mặt trăng quay quanh Trái đất với khoảng thời gian khoảng 27,3 ngày. Nếu tăng tốc, quỹ đạo của nó sẽ thực sự giảm khi đưa nó đến gần Trái đất hơn.

Để trả lời điểm cuối cùng của bạn, tất cả các mặt trăng khác gây ra thủy triều trên các hành tinh mẹ của chúng và đang di chuyển ra xa chúng, nhưng hiệu ứng nhỏ hơn nhiều do sự khác biệt lớn hơn về kích thước. Hệ thống Trái đất / Mặt trăng là duy nhất trong Hệ Mặt trời vì tỷ lệ kích thước của các vật thể tương đối gần nhau.

— ChrisF
nguồn

Các hệ thống hành tinh / mặt trăng khác làm cũng có tài sản mặc dù điều này. Các mặt trăng từ từ quay ra ngoài.

— Rory Alsop

Tôi vẫn không hiểu được việc tăng tốc Mặt trăng sẽ làm giảm quỹ đạo của nó như thế nào, từ những gì tôi nhớ, cơ thể di chuyển càng nhanh, quỹ đạo càng xa ...

— Thủy thủ Danubian

@ UkaszLech Đó là một quan niệm sai lầm, bình phương của chu kỳ quỹ đạo bằng với khối lập phương của khoảng cách trung bình của nó ( định luật 3 của Kepler ), nhưng vì kích thước của quỹ đạo chỉ quy mô tuyến tính theo khoảng cách, vận tốc quy mô là r ^ (- 1 / 2), tức là giảm dần theo khoảng cách.

— Guillhol

Ví dụ: Tại 150 dặm lên, tốc độ quỹ đạo là 17000mph. Tại 22000 dặm lên nó chỉ 7000mph là.

— Rory Alsop

Hấp dẫn. Nhưng khi cơ thể chậm lại, lực ly tâm giảm, do đó không còn khả năng phù hợp với trọng lực, và cơ thể rơi xuống? Đây là những gì xảy ra với các vệ tinh có quỹ đạo thấp?

— Thủy thủ Danubian