宇宙里的天体都是永动机吗?事实并非如此

栏目:文史 来源:one时尚秀 时间:2019-11-01

天体都是永动机?

宇宙中每个天体由于动量守恒和角动量守恒,都在不停地自转和运动着,在某种意义上它们确实是永动的。

宇宙里的天体都是永动机吗?事实并非如此

天体运转

但是永动机不单单是说能一直动就算,真正意义上的永动机是需要一直对外做功还一直动。如果单单是一直动的话那么满世界都是永动机了,因为根据惯性定律,一个物体在不受外力的情况下,会一直保持原有的运动状态,所以如果它一开始就在动的话那么就会一直动……

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惯性定律

但是实际上自然界里的物体都在对外做功,比如民科们设计的各种永动机都无可避免地于固定物体产生摩擦,也就是说即使它在空转,实际上都是在不停地对固定物体(比如装置的支架)做功的,虽然看起来固定物体并没有动,但产生的摩擦是会产生热量的,热量就作为功耗耗散掉,故此一般的所谓永动装置是会在摩擦作用下很快停下来的。如果真有人发明了永动机,那么它即使不额外对外做功,也至少要在摩擦作用下依然能一直动下去,而这个基本上是不可能的。

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永动机

那么宇宙中的星球是不是永动呢?它似乎并没有产生摩擦,因为它周围都是真空。

然而并不是。虽然星球周围都是接近真空,实际上并非完全真空,因为还有稀薄的气体。但这些气体基本上可以忽略不计,我们可以把它忽略掉。然而即使忽略掉这种直接的摩擦,还有一种作用会让星球的转动慢慢停下来。你只要抬头看看天上的月亮就知道是什么了。

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月球

潮汐效应

没错,就算潮汐效应。天体间会因彼此的潮汐力而慢慢减慢自转直到停止,月球的自转正是被地球的潮汐力锁定的。而地球终有一天也会被太阳的潮汐力锁定,不过这也行在数十亿年后了……

那么潮汐锁定过程中天体究竟发生了什么?我们以地球和月球为例说明吧。我们知道潮汐力作用下,天体连线方向上将鼓起来,而周围则收进去,这就是地球潮涨潮退的原因。而当地球的自转与月球的公转不同步的时候,地月连线投影到地球表面的位置一直在变化,也就是地球两端鼓起的位置一直在变(实际上由于月球在公转,这个鼓起的位置并非正好在地月连线上,不过我们假设它在地月连线上更好理解),而这种伸缩变化将产生摩擦,这种摩擦将减慢地球的自转。

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潮汐效应

潮汐效应怎样减慢自转?

对于地球内部的摩擦我们可能想象不了它会怎样减慢地球自转,想想是不是有种扯着自己头发把自己提起来的感觉?……但地表的摩擦你一定能想象得到,最明显的就是海浪拍岸了。也就是被月球潮汐力隆起的海水会每天两次拍打东海岸(向月面一次,背月面一次),这就会产生明显的减速作用。这里的明显不是指效果明显,而是指比较好理解的意思……

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海浪拍岸

你可能会奇怪,那不是也会拍打西海岸吗???没错,也会,因为当地月连线经过大陆的时候,理论上东西海岸的海水都会往大陆冲,这就会导致西面的海水也会往东海岸冲。然而两者还是有区别的,因为这个隆起的位置是高速自东向西移动的,因地球自西向东转动,这将导致大陆东海岸受到的冲击比西海岸更强,因此地球的自转终将在月球潮汐力的作用下缓慢的减速……

.所以,天体并不是永动机哦。

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