既然月球被地球锁住了,为什么地球没有被月球锁住?而月球不是绕着自己的轴旋转,只是绕着地球转,这就导致了月球永远只有一面对着地球。月球自转和公转的同步性导致月球永远只有一面对着地球。在月球围绕地球旋转的过程中,月球的长轴始终朝向地球。不仅月球对地球有潮汐力,地球对月球也有潮汐力。

月球正面始终对着地球,为什么初一背面对着地球?

月球由于地球潮汐锁定,不管怎样运行它都只保持一面对着地球,不存在背面面向地球的可能,初一的月相是月球处于地球和太阳之间,面对地球那一面无光照,是黑暗的。在月球刚形成的时候自转和公转速度并不相等,地球自转速度也很快,而由于月球的引力作用,地球会发生明显的潮汐现象,地球实际上有点“变形”,一部分更接近月球,引力的作用和距离有关,越接近作用越明显,经过长时间的作用,月球自转角速度降低,地球自转速度也降低,月球公转周期和自转周期都是27.3天左右,由于这个原因,地球上就只能看到月球的一面,并且由于地球太阳月球三者的关系,初一到二十八有不同的月相,

由于地球引力的影响,月球自转轴也会有摆动,就和地球绕太阳运行一样。因此地球上并不是完全观测不到月球背面,地球上观测到的月相可分为新月(月球处于地球和太阳之间,朝向地球那一面没有光照,是黑暗的,不过由于月球自转,朋友很小一部分月亮亮光,形成很细的月牙),上弦月(看到的部分一天比一天大)和下弦月(与上弦月相反)分别位于满月前后,月亮地球太阳三者的组成一个三角关系,因此看到的月亮面就比较大了,月球处于地球太阳连线的延长线上的时候,月亮朝向地球这一面被全部照亮,也就是满月了。

月球为什么总是一面朝着地球呢?月球会自转吗?

2019年1月3日,中国的“嫦娥四号”卫星成功的在月球背面登陆,它携带的月球探测车“玉兔二号”也开始了正常的工作,这是人类历史上第一次在月球背面实现软着陆,揭开了人类探索月球的新的篇章,月球在围绕地球公转时,也在自转。在恒星参考系下,月球公转时间是27.32天,自转周期同样也是27.32天,于是就造成了月球总是一面朝着地球,

也正因为如此,千百年来,月球的背面对人类十分神秘。直到近代,人类发射了许多的人造卫星,才终于揭开了月球背面神秘的面纱,那么,为什么月球的自转周期和公转周期严格相等呢?为了解释这个问题,我们首先要从一个虚拟力:惯性离心力说起。惯性离心力力是物体之间的相互作用,需要有施力物体和受力物体,比如重力、摩擦力、弹力、电磁力等都是真实存在的力,

但是,有时候为了数学处理的方便,我们会引入一些虚拟的力,它们不存在,但是引入之后会使问题的讨论变得十分方便,惯性离心力就是这样一种力。我们都有过这样的经历:在公交车上,如果公交车向左转弯,我们的身子会不由自主的向右歪,在游乐场里有种类似旋转秋千的设施,一旦转动起来,人就会飞到空中,这些都可以看做惯性离心力的作用。

我们可以设计这样的一个模型来说明惯性离心力:有一个匀速旋转的圆盘,上方固定了一个小球,原本小球和圆盘一起旋转,但是某个时刻,小球和圆盘的连接突然断掉了。此后,圆盘会继续旋转,但是小球会凭借惯性做匀速直线运动,此时如果我们站在圆盘上看,就会觉得小球离中心点越来越远,好像有一种力正在拉着小球向外运动,我们可以把这种力叫做惯性离心力。

经过物理学的推导,惯性离心力的公式为:其中m表示物体的质量,r表示物体到旋转圆心的距离,而ω称为角速度,表示物体旋转的快慢,它的大小等于2π与旋转周期的比,从公式可以看出:物体的质量越大,距离中心越远,旋转的越快,那么惯性离心力就越大。潮汐利用惯性离心力,我们就可以方便的解释潮汐了,我们知道:地球时刻受到太阳的万有引力作用,同时地球在围绕太阳做圆周运动,因此还受到了惯性离心力。

引力的大小是其中G是引力常数,M和M分别是太阳和地球的质量,R是太阳和地球的距离。很容易看出,重力随着距离的增加而减小。另一方面,如前所述,离心力的大小是离心力随着距离的增加而增加。在地心O的位置,这两个力正好大小相等,方向相反,合力为零。所以地球公转半径几乎是恒定的,离太阳不近也不远。


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