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大家都知道永動機原理,那所有的天體都是這樣的嗎?

宇宙中每個天體由於動量守恒和角動量守恒,都在不停地自轉和運動著,在某種意義上它們確實是永動的。

但是永動機不單單是說能壹直動就算,真正意義上的永動機是需要壹直對外做功還壹直動。如果單單是壹直動的話那麽滿世界都是永動機了,因為根據慣性定律,壹個物體在不受外力的情況下,會壹直保持原有的運動狀態,所以如果它壹開始就在動的話那麽就會壹直動。

但是實際上自然界裏的物體都在對外做功,比如民科們設計的各種永動機都無可避免地於固定物體產生摩擦,也就是說即使它在空轉,實際上都是在不停地對固定物體(比如裝置的支架)做功的。

雖然看起來固定物體並沒有動,但產生的摩擦是會產生熱量的,熱量就作為功耗耗散掉,故此壹般的所謂永動裝置是會在摩擦作用下很快停下來的。如果真有人發明了永動機,那麽它即使不額外對外做功,也至少要在摩擦作用下依然能壹直動下去,而這個基本上是不可能的。

那麽宇宙中的星球是不是永動呢?它似乎並沒有產生摩擦,因為它周圍都是真空。然而並不是。雖然星球周圍都是接近真空,實際上並非完全真空,因為還有稀薄的氣體。

但這些氣體基本上可以忽略不計,我們可以把它忽略掉。然而即使忽略掉這種直接的摩擦,還有壹種作用會讓星球的轉動慢慢停下來。妳只要擡頭看看天上的月亮就知道是什麽了。

沒錯,就算潮汐效應。天體間會因彼此的潮汐力而慢慢減慢自轉直到停止,月球的自轉正是被地球的潮汐力鎖定的。而地球終有壹天也會被太陽的潮汐力鎖定,不過這也行在數十億年後了……

那麽潮汐鎖定過程中天體究竟發生了什麽?我們以地球和月球為例說明吧。我們知道潮汐力作用下,天體連線方向上將鼓起來,而周圍則收進去,這就是地球潮漲潮退的原因。

當地球的自轉與月球的公轉不同步的時候,地月連線投影到地球表面的位置壹直在變化,也就是地球兩端鼓起的位置壹直在變(實際上由於月球在公轉,這個鼓起的位置並非正好在地月連線上,不過我們假設它在地月連線上更好理解),而這種伸縮變化將產生摩擦,這種摩擦將減慢地球的自轉。

潮汐效應怎樣減慢自轉?

對於地球內部的摩擦我們可能想象不了它會怎樣減慢地球自轉,想想是不是有種扯著自己頭發把自己提起來的感覺?但地表的摩擦妳壹定能想象得到,最明顯的就是海浪拍岸了。

也就是被月球潮汐力隆起的海水會每天兩次拍打東海岸(向月面壹次,背月面壹次),這就會產生明顯的減速作用。這裏的明顯不是指效果明顯,而是指比較好理解的意思。

妳可能會奇怪,那不是也會拍打西海岸嗎?沒錯,也會,因為當地月連線經過大陸的時候,理論上東西海岸的海水都會往大陸沖,這就會導致西面的海水也會往東海岸沖。

然而兩者還是有區別的,因為這個隆起的位置是高速自東向西移動的,因地球自西向東轉動,這將導致大陸東海岸受到的沖擊比西海岸更強,因此地球的自轉終將在月球潮汐力的作用下緩慢的減速。所以,天體並不是永動機哦。