慣性定律在生活中的應(yīng)用

探索潮汐慣性定律在生活中的應(yīng)用摘要：潮汐是沿海地區(qū)的一種自然現(xiàn)象，指海水在天體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)，習(xí)慣上把海面垂ji方向漲落稱為潮汐，而海水在水平方向的流動(dòng)稱為潮流。從物理學(xué)的角度上分析：在非慣性系下，引潮力是月球的萬(wàn)有引力和與之對(duì)應(yīng)的慣性力，還有太陽(yáng)的萬(wàn)有引力和與之對(duì)應(yīng)的慣性力等四種力的合力。本文將從力學(xué)的角度來(lái)探索潮汐的形成原因。關(guān)鍵詞：潮汐形成；潮汐大??；形成時(shí)間。-：潮汐一月球?qū)Τ毕鹬饕饔梦覈?guó)自古以來(lái)就有“晝漲為潮，夜?jié)q為汐”。也就是說(shuō)同一時(shí)刻總有兩個(gè)海平面突起，在理想的情況下，這兩個(gè)地方就是離月球最近與最遠(yuǎn)的地方，倘若僅把潮汐看成是月球引力造成的，那么在離月球最近的地方海水的凸起是可以理解的，為什么離月球最遠(yuǎn)的地方海水也隆起呢？如果說(shuō)潮汐是萬(wàn)有引力（讐）引起的，潮汐力在大小就應(yīng)該與質(zhì)量成正比與距離平方成反比。太陽(yáng)的質(zhì)量為1.989xioMkg,而月球的質(zhì)量7.lgexiokg.而太陽(yáng)到地球距離半均距離約為1.496億公里，月球月球茨離地球半均為38萬(wàn)公電，帶入公式計(jì)算后似乎太陽(yáng)對(duì)海水的引力比月球還應(yīng)該大180倍，為什么實(shí)際上月球?qū)Τ毕鹬饕饔茫?.月球的引力對(duì)于地球有F=-貢弓尸-卑弊【ml為地球的質(zhì)量，m2為刀球的質(zhì)量，x為地心與刀心的距離】tn如圖1所示.則對(duì)于地球上任意處（p）的海水Am來(lái)說(shuō)：F«=一竺二巴F.i=空l(shuí)rf為匚m與月心的距離】將F潮力沿著X.Y軸分解F潮力xF慣+F.jixF.JU由余弦定理知：rr2+R22Rrcosa根據(jù)上式可知GM：Ln)r一RcosaGM匸inGM£n)r一RcosaGMJint?+R一2Ricosa3rR-2Rcos<z11+p-D-【其中t0】GM£n)r-Rcosar312RcoS£|GMCm5GMnir-Rcosar31+2(-2Rco)2rGMS5GM2-Amr-Rcos1+3RcosaGMCm9R-cos-a19RSa】GM2Amr一Rcosa1+'"。仏32GMjniRcosa71同理可證：F潮加=GM匸mRsinaF溝力=Jf書亦+力丫GM£1niRVl+3cos2a32.對(duì)于太陽(yáng)的引力根據(jù)上述求月球的引力同理可以求出太陽(yáng)對(duì)海水m的引力：如圖2所示Ff3.月球的引力與太陽(yáng)的引力的比值即月球的引潮力是太陽(yáng)的2倍多，這就解釋了為什么月球（而不是太陽(yáng)）對(duì)潮汐起著主要作用二：潮汐大小的成F潮"F潮力=°GM匚mRcosO我們知道，在漲潮中會(huì)出現(xiàn)大潮與小潮的情況，下而來(lái)分析原由：在上面的分析中可知a二0時(shí)，月球?qū)Ｋ囊θ〉米畲笾担覀円源藶楸尘斑M(jìn)行計(jì)算【因?yàn)榇藭r(shí)計(jì)算較為簡(jiǎn)單】2GMiZhnRGMlJliiRsin0設(shè)此時(shí)太陽(yáng)與地心的夾角為0。易知太陽(yáng)對(duì)海水的引力FI血以地球?yàn)閰⒖枷祫t有F：購(gòu)加=F機(jī)sin&+Fcos6FI切=Fl血cos&+Fl加sin02、2八p亠e如心人GM打mRGMiLniRf5F'mc+F書機(jī)）+（和書穴+F期加）【為了方便,我們令m二3,n=日他"1292m+(2ncos'O-nsiiF0+(2nsincos+nsincos0)-(13cos20+U2+fnsin2U)+21ml+611mcos2+cos221.5112(2、311|4nr+2iimi+6nui+22/2m+ncos20故當(dāng)cos2&=1時(shí)，即&=或&=0F臺(tái)，取得最大值F臺(tái)*；=2（m+n）,即此時(shí)太陽(yáng)與月球?qū)Ｋ囊Φ暮狭ψ畲螅霈F(xiàn)一次大潮：當(dāng)?shù)厍虻肚蛱?yáng)在一條線上時(shí)，所以一般大潮發(fā)生在農(nóng)歷的月初或是農(nóng)歷的中旬。如下圖4所示當(dāng)cos2=-l時(shí)，即0=?或&=藝，陷収得最小值=2（m-n）,即此時(shí)太陽(yáng)與月22球?qū)Ｋ囊Φ暮狭ψ钚。霈F(xiàn)一次小潮。即刀心與地心的連線和太陽(yáng)與地球的連線夾角為彳時(shí)，出現(xiàn)小潮，如圖5所示。2月球