流云追月:我们只看蓝星和月星这个系统,先不考虑其他星球的影响,选取蓝星表面的一片海水,蓝星球心到月星球心的距离为r,这片海水到月星球心的距离为l。
随着流云追月的一句句话,陈子峰开始在模型上标线,标出符号。
流云追月:我们很容易给出蓝星受到月星的万有引力等于蓝星质量乘上蓝星的加速度,海水受月星引力不均是潮汐的本质原因。
郑书棋摸摸鼻子,他有点心虚,这里他思路跟的就已经有些勉强了,接下来流云的解释,自己能理解吗?
流云追月:在星心参考系潮汐原因更直观,因为蓝星受到月星的引力,蓝星会得到一个加速度,所以星心参考系是一个非惯性系,同时,由于这个系统是轴对称的,所以只要研究xoy方向,其他方向就都可以得到。
听着流云的讲解,同学里有人开始思考,要不要去学个其他课程。
因为实际上古安恒语系属于是文科专业,而现在社会上能供应给古安恒语系对口的岗位为0,有几个人留在这个专业,是因为学校承诺包分配工作。
流云追月:在此,我们给出海水的运动方程,月星引力加上惯性力,再加上蓝星引力和物质间作用力,这些加在一起等于小片海水质量乘以海水加速度,通常情况下蓝星星心的力和物质间作用力平衡,实际是不平衡的,对潮汐没有影响。
郑教官:所以呢,徐锦荣同学,咱们班只有你一个人去了天文系听课,我现在不怀疑你的判断了。
郑书棋这么一说,所有人都有点恍然大悟,不过也有学生觉得不会有这么简单。
噩梦考官:接下来的内容可以交给我,事实上不只有天文系才关注天上,惯性力的公式-ma0,剩下的月心引力和惯性力进行作用,会相互抵消,但是也会余下一部分剩余力,就是潮汐力。
陈子峰欢快地吹了声口哨,所有人都能看出他心情好极了。
噩梦考官:整合以上公式,我们可以得到潮汐力与海水指向月球的单位矢量,蓝星星心指向月心的单位矢量之间的关系。
考官直接在陈子峰的模拟屏上书写起公式,这次郑书棋是彻底看晕了。
噩梦考官:根据r,l还有蓝星半径r这三个矢量构成的矢量三角形,再搭配余弦定理公式,可以把l算出来,利用rr的条件,进一步化简l的算式,再把这两个算式代回潮汐力公式里,然后我们把它写成分量形式。
陈子峰边听着边对着模拟板开始疯狂计算,噩梦考官拉回陈子峰,直接调出模拟板的公式推导功能,把条件都扔进去,结论就自动出现了。
这次,郑书棋彻底迷糊了,开始他以为,这么熟悉天文学的流云追月应该是徐锦荣,可是没想到噩梦考官也能达到,骗人的吧?而且考官还对模拟板很熟悉,徐锦荣对模拟板倒是很熟悉,可是模拟板的操作,也是超算系统的必修课。
郑书棋:这些公式有什么用处,有没有哪位同学能给我解答一下。
郑书棋只能寄希望于,其他同学也看不懂,应该看不懂,毕竟他们学的都是文科,可是之前提出让陈子峰讲解的曲池梦舞,把话题接了过去。
曲池梦舞:我来补充可能更有说服力,请大家看,公式里有sin角和cos角,我们选取特殊角,0度,90度,180度,270度,360度,带入进去就会得到,潮汐力相对于月星,在上下两个方向是拉伸的,在两侧是挤压的,这也是为什么一天有两次潮汐的原因。
噩梦考官:多谢,再然后,就比较好解答了,我们知道从太空掉落下来的虫巢非常大,它与虚无星之间各处的引力不同,不好意思,小疯子的模型组件里没有虫巢,我们就用空间站来代替吧。
考官开始对模型进行调整,很快,一个远超天上规模的空间站模型就摆在了那里。
噩梦考官:这个空间站,就是那个巨大的虫巢,相对于蓝星也有一个引力,受到引力也有一个加速运动,所以这个巨大虫巢是非惯性系。
噩梦考官:在非惯性系考察质点问题时,要引入一个惯性力-ma,a是整个巨大的虫巢的加速度,所以质点所受惯性力,在巨大的虫巢内部各处都是一样的,方向一样,大小一样,方向都与巨大物体的质心与虚无星星心连线的反向相同。
噩梦考官:可是引力要和惯性力相互抵消,靠近虚无星一侧,引力大一些,远离虚无星一侧,引力小一些,两侧的引力大小差不多,可是引力的方向要指向虚无星的中心,所以偏一点。
噩梦考官:所以在巨大虫巢中心形成失重区,左右两侧挤压,上下拉伸,形成潮汐力,巨大物体撞击虚无星前,引潮力将撕碎它。
噩梦考官:这一点可以参考1994年,苏梅-列维7号彗星撞击林星,掉入林星轨道,因为引潮力,它被撕碎成大概21块碎片,除此之外,潮汐力还可以解释很多现象。
随着考官的讲解,所有人都沉默了,他们第一次知道物理原来可以这样用,包括小疯子,因为新材系的课程,没有讲这部分,小疯子这个贪玩的性子,自然不会自己去翻。
实际上,有很多科学知识,在学习的过程中可能是枯燥无味的,但是在和生活中的现象,远离生活的实验联系在一起之后,才会展现出它未知的魅力。
曲池梦舞:引潮力还会在一定概率上触发地震,因为在朔月和望月的时候,月星带来的潮汐力和阳星带来的潮汐力在同一条直线上叠加,引发大潮。
考官和追月同时看了曲池梦舞一眼,这个同学是真的了解,本来他们只是有所猜测。
快乐小疯子:大潮和地震是什么关系,快快如实交代。
曲池梦舞翻了个白眼,不过还是解答了小疯子的问题。
曲池梦舞:有一类地震是因为板块移动造成的,板块受到应力积累到一定程度以后释放,形成地震,假如,板块间积累的应力已经到达了一个临界点,那么大潮就有可能成为压倒骆驼的最后一根稻草,说这个是因为,潮汐力可以预测一部分地震。
心动一下:这个可以有,我在新闻上看到过,好像有仙居地震、身毒地震、甜山地震等地方的样本比照,我查一下。
古安恒语系王副院长:不用查了,76年民历7月初三甜山,95年民历12月17仙居,93年民历8月15身毒,你们这些孩子,很让我这个老头子惊叹。
说着,王习恩带头鼓起了掌,冲天的掌声响起,只有傻掉的郑书棋慢了几拍又几拍......