-
1 # 又見北極熊
-
2 # 深空電報
衛星受到行星的引力作用而繞行星旋轉,但由於距離行星的遠近不同,衛星面向行星的一側受到的引力大於衛星背向行星的一側。這會造成什麼後果呢?衛星會受到一個沿行星和衛星連線方向的力,這個力被稱為潮汐力。衛星距離行星越近,潮汐力就越大,當距離足夠近時,潮汐力會大到足以把衛星撕裂。這個距離被稱為洛希半徑,也叫洛希極限。它以首位計算出這個極限的人愛德華•洛希命名。
洛希半徑的計算公式如下:r=【(9M)/(4πρ)】^(1/3)。其中,M指行星距離,ρ指衛星密度。
由上式可知,行星的洛希半徑與衛星的密度有關,衛星的密度越大,洛希半徑就越小。如果衛星的密度大於行星的三倍,洛希半徑就等於行星半徑,所以該衛星沒有解體的風險。
既然地球的洛希半徑與衛星的密度有關,那我們就以月球為例,計算一下地球的洛希半徑。地球質量為5.965*10^24kg,月球密度為3350kg/m³,代入公式計算得出洛希半徑為10.8萬千米。
那麼人呢?人體的密度略大於水,我們以1000kg/m³計算,得出的結果為1.62萬千米,而當人在海平面時,與地心的距離為6370千米,已經小於洛希半徑了,那為什麼人不會被潮汐力撕裂呢?
應該說明的是,洛希半徑只適用於巨大的天體,因為對天體來說,起主要作用的是萬有引力,而洛希半徑就是依據萬有引力來計算的。對人體等小物體來說,起主要作用的是電磁力,其強度遠大於萬有引力,所以人體等小物體可以在洛希半徑記憶體在。而且,就是定量計算人體受到的潮汐力,也可以發現其值是非常微小的,人體完全感受不到。
-
3 # 果殼影片
文:張雙南
洛希半徑是什麼呢?法國天文學家洛希於1848年計算了衛星距離天體多遠的時候會被潮汐力撕碎,得到的這個距離就被稱為洛希半徑。
這裡又涉及到一個名詞:潮汐力。如果有一個天體和它的衛星組成一個系統,那麼這個衛星面對這個天體的那一面受到的引力就比背對這個天體的那一面受到這個天體的引力大,因此這個天體整體上就感受到了一個拉伸的力,這就是潮汐力。之所以叫做潮汐力,原因就在於地球上的漲潮落潮就是太陽和月亮對地球的海洋的潮汐力造成的,這其中儘管太陽的質量比月亮大很多,但由於月亮距離地球近,它的潮汐力還是更大一些。
很顯然,如果這個衛星距離這個天體很近,這個衛星感受到的潮汐力就會特別大,它就會被這個天體的潮汐力撕碎。洛希為了計算的方便就做了一個重要的假設:衛星是靠自身的引力維持著力學平衡。在這種情況下,如果衛星表面受自身的引力小於這個天體的潮汐力,那麼這個衛星就會被天體的潮汐力撕開,衛星所處的半徑就是洛希半徑。因此洛希半徑也稱“洛希極限”,指的就是衛星到達被潮汐力撕開這個極限點時所處的半徑。
他的計算表明,洛希半徑和天體的半徑、天體以及衛星的密度有關,也和衛星是剛體或者流體有關。對於地球來講,如果衛星是彗星這類的天體,洛希半徑大約是3萬多公里,所以彗星進入這個距離後就會被地球的潮汐力瓦解了。如果衛星是月亮這類的天體,洛希半徑大約是1萬公里,而月亮距離地球將近40萬公里,所以月亮不會也被地球的潮汐力瓦解。儘管如此,地球對月亮的潮汐力仍然不可忽略,月亮永遠只有一面對著地球就是地球的潮汐力的長期影響造成的。
那麼既然我們人在地球表面,很顯然是在洛希半徑以內,我們為什麼沒有被地球自己的潮汐力撕碎呢?
答案就是洛希的假設:洛希半徑只有對依靠自身的引力維持力學平衡的天體(或者物體)才成立。而我們人以及地球上的幾乎所有東西都不是靠引力維持自身的力學平衡的,我們人是靠肌肉和骨骼的強度使得我們不散架的!
一個物體受到的潮汐力的公式可以簡單地寫成:F=2GMH/R,G是萬有引力常數,M是天體的質量,R是距離天體中心距離,H是物體的高度。
我們雖然也會受到地球的潮汐力的作用,但是這個力實在是太小了。比如,對於一個在地球的表面的身高2米的人,他的頭和腳所感受的地球潮汐力還不到他自身重量的百萬分之一,這和我們肌肉和骨骼的力量相比是完全微不足道的,我們根本就感覺不到,更不用說把我們撕碎了!
回覆列表
人造衛星這麼小的天體,而且還是用各種螺絲等緊韌體緊固在一起,地球的潮汐力對人造衛星這麼小的天體來說太小了,是不可能把人造衛星撕碎的。要想把人造衛星撕碎,估計至少要白矮星級別的天體才可能