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如何理解潮汐現象?潮汐高度怎么計算?4月24日，《張朝陽的物理課》第四十八期開播，搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮搜狐視頻直播間，進行了詳細的計算推導，利用潮汐現象說明月球逐漸遠離地球的原因。

在上節課中，張朝陽通過計算表明，地球與月球的運動是繞系統質心以特定角速度旋轉的圓周運動。選取旋轉參考系使地球與月球在此系相對靜止，可以得到質點在這個坐標系下的離心力勢能與月球引力勢能。若想進一步利用這個勢能計算潮汐力和潮汐高度，需要建立更具體的坐標系來對各個參量進行描述。張朝陽選取了如下圖所示的坐標系：

利用勾股定理等可得到坐標系中各種參量之間的變換關系，最終可以把離心勢能與引力勢能在此坐標系下表達出來。張朝陽表示，由于海水表面為勢能場的等勢面，即要求離心勢能、月球引力勢能和地球引力勢能構成的總勢能場為一個常數，由此可解得海水高度與坐標的關系。可以發現，地月連線上的點海面最高，而中間最低。整個海面像個橢球，橢球的對稱軸指向月球。

張朝陽介紹，若進一步考慮地球自轉，赤道的人會先后經過海水高度最大值點和最小值點，會發現海水高度在最大值與最小值之間變化，這就是潮汐現象。將具體參數值代入海水高度的表達式中，潮汐高度就是最大值減去最小值，為0.54m，這就是在赤道上隨地球自轉的觀察者所觀察到的海水整體高度的最大變化值。

最后，張朝陽利用潮汐給網友解釋了月球遠離地球的神奇現象。地球是有快速自轉的，它會帶動海水一起轉。由于海水的慣性，水不能時時刻刻達到靜態平衡。在地球旋轉的拖動下，原本的最高海面點會跟隨地球轉動一個小角度，這導致潮汐引起的地球海水的形變不再是隨地月連線的軸旋轉對稱的，那么，地球給月球的引力將不再準確地指向地球，這導致月球的位移叉乘地球的引力不再是零，即地球的引力對月球的力矩不再是零，那么月球的角動量必然變大，而軌道運行半徑與其角動量的平方成正比，所以月球運行的軌道半徑將增大而逐漸遠離地球。(科文)

張朝陽的物理課：潮汐現象說明月球逐漸遠離地球的原因

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