馬彥

（云南省玉溪第一中學(xué)）

淺析引潮力

馬彥

（云南省玉溪第一中學(xué)）

潮汐現(xiàn)象與萬有引力相關(guān)，但是產(chǎn)生潮汐的引潮力并不等同于萬有引力。通過地球與月球相對運(yùn)動的物理模型計算分析了引潮力的起源，揭示了地球上質(zhì)點(diǎn)所受的引力與向心力的差即為引潮力，介紹了漲潮與落潮的形成，并討論了月球與太陽所產(chǎn)生的引潮力對潮汐的影響。因?yàn)榇蟛糠指咧猩鷮Ψ菓T性系僅有概念性了解，避免使用“慣性離心力”這一名詞，而用高中生熟悉的向心力和離心現(xiàn)象來解釋潮汐。

潮汐；引潮力；萬有引力；向心力

在高中《物理》必修2的課本最末有一個課題，研究潮汐現(xiàn)象。其中提到“直到牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，才在巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中解釋了潮汐現(xiàn)象”，提示了潮汐現(xiàn)象與萬有引力有關(guān)。很多學(xué)生認(rèn)為，潮汐就是由月球及太陽對海水的引力形成的，因?yàn)樵虑螂x地球近，所以月球?qū)Τ彼囊Υ笥谔枌Τ彼囊?，月球?qū)Τ毕挠绊懜蟆．a(chǎn)生潮汐的引潮力就是萬有引力嗎？

根據(jù)太陽質(zhì)量約2.0×1030千克，日地平均距離約15億千米，月球質(zhì)量約7.3×1022千克，月地距離約38.4萬千米，由萬有引力公式計算可知，對地球上的同一質(zhì)點(diǎn)，太陽的引力大約是月球引力的180倍。也就是說，對于潮水或地球上的其他物體，雖然太陽比月球離得遠(yuǎn)，但太陽質(zhì)量大得多，所以太陽引力還是大于月球引力的。而查閱資料可知，月球的引潮力是太陽的2.18倍。顯然說明引潮力并不是萬有引力，那它究竟是什么呢？

首先，我們要知道，地球自轉(zhuǎn)對潮汐沒有影響。在地球自轉(zhuǎn)時，地球表面任一水質(zhì)點(diǎn)都受到地球引力，與地球表面的所有物體一樣，這個引力一小部分用于提供水隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力，剩余部分就是重力。因此，在引潮力分析中，可假定地球不自轉(zhuǎn)。

圖a

圖b

受月球影響產(chǎn)生的潮汐稱為太陰潮，受太陽影響產(chǎn)生的潮汐稱為太陽潮，原理與上述類似。但因?yàn)槿盏鼐嚯x很大，太陽對地表各質(zhì)點(diǎn)的引力與對地心質(zhì)點(diǎn)的引力之差很小，所以引潮力也很小。因此月球?qū)Τ毕挠绊懕忍柛蟆?/p>

當(dāng)然，影響潮汐的因素還有很多，如地理位置、天氣等。在這里就不討論了。

綜上所述，從高中物理的角度來解釋，月球（或太陽）對潮水的引力有兩個分量，其中一個用于提供潮水繞地月（或日地）公共質(zhì)心做圓周運(yùn)動的向心力，另一個分量就是引潮力。相信高中學(xué)習(xí)過萬有引力和圓周運(yùn)動的學(xué)生，在教師的引導(dǎo)下，也可以自己分析引潮力了。

［1］綠都城.地球的脈搏——潮汐［N］.中國石油報，2002.

［2］楊光弟，黃銻儒，靳林.大學(xué)物理淺析引潮力教學(xué)與地球科學(xué)的有機(jī)結(jié)合［J］.高師理科學(xué)刊，2011（4）.

［3］趙芳.月亮與地震［J］.科學(xué)之友（上旬），2011（9）.

［4］楊光弟，黃銻儒，靳林.大學(xué)物理教學(xué)與地球科學(xué)的有機(jī)結(jié)合［J］.高師理科學(xué)刊，2011（4）.

［5］樊志奇.潮汐與能［J］.中學(xué)物理（初中版），1996（5）.

［6］唐耀輝.潮汐現(xiàn)象的力學(xué)分析［J］.現(xiàn)代物理知識，2001.

［7］田曉岑.潮汐現(xiàn)象的成因［J］.大學(xué)物理，1996.

［8］韓延本，趙娟，李志安.天文災(zāi)害學(xué)芻議（Ⅱ）：天文災(zāi)害學(xué)研究的意義及其進(jìn)展［J］.自然災(zāi)害學(xué)報，2002（2）.

·編輯劉青梅