Unser Mond und Saturnmond Titan haben diese Funktion. Aus diesem Grund beobachten wir nur eine Seite (Hemispere) unseres Mondes. Warum ist das? Was ist die Newtonsche oder Astrophysik, die dies erklären würde? Es scheint, dass es eine Art Gleichgewicht ist, das im Laufe der Zeit erreicht wird, aber ich verstehe es nicht.
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Antworten:
Die Antwort darauf sind sicherlich Gezeitenkräfte, aber das erklärt nicht den genauen Mechanismus dafür, wie Gezeitenkräfte zu Gezeitenverriegelungen führen , dh ein umlaufender Körper, der dem zentralen Körper das gleiche Gesicht zeigt, wie er aufgrund der Rotationsrate und der Umdrehung umkreist Rate ist gleich. Ich werde diesen Mechanismus mit dem Erd-Mond-System beschreiben, damit ich spezifisch sein kann, aber er gilt gleichermaßen für jedes System.
Zu Beginn sind Gezeitenkräfte das Ergebnis unterschiedlicher Gravitationskräfte über die verteilte Masse eines Körpers. Der Mond ist keine Punktmasse, er hat eine erweiterte Größe. Die Schwerkraft auf dem Mond durch die Erde hängt von der Entfernung ab (ebenso wie die Schwerkraft für alles). Dies bedeutet, dass auf der der Erde zugewandten Seite des Mondes die Schwerkraft stärker ist und die Schwerkraft schwächer wird, wenn Sie durch den Mond zur der Erde entgegengesetzten Seite gelangen. Dies bedeutet, dass die der Erde zugewandte Seite des Mondes stärker und näher an die Erde gezogen wird, während die der Erde entgegengesetzte Seite, während sie immer noch zur Erde gezogen wird, nicht so stark oder so nahe gezogen wird. Dies führt letztendlich dazu, dass der Mond deformiert wirdso dass es leicht abgeflacht und in Richtung der Erde ausgestreckt wird. Diese Biegung der Oberfläche wird als Gezeiten bezeichnet.
Nehmen wir nun an, der Mond ist derzeit nicht mit der Erde verbunden und dreht sich tatsächlich etwas schneller als er umkreist. Die Erde verursacht Gezeiten auf dem Mond und der Mond dreht sich um seine Achse. Die Gezeiten, die durch die Gezeitenkräfte verursacht werden, möchten mit der Erd-Mond-Linie ausgerichtet bleiben, da dies die Richtung ist, in die die Gezeitenkräfte angewendet werden. Es braucht jedoch Zeit und viel Energie, um den Mond zu deformieren. Sobald der Mond deformiert ist, dreht er sich mit und versucht, diese Gezeitendeformität mit sich zu ziehen, wodurch die Gezeitenwölbung effektiv vor die Erde-Mond-Linie bewegt wird. Die Erde übt immer noch die Gezeitenkraft entlang dieser Erde-Mond-Linie aus, um zu versuchen, die Gezeitenwölbung wieder in eine Linie zu ziehen. Diese konstante Kraft, die versucht, die Gezeitenwölbung nach hinten zu ziehen (oder nach vorne, wenn sich der Mond zu langsam dreht), ermöglicht eine Impulsübertragung, um den Mond zu verlangsamen (oder ihn erneut zu beschleunigen, wenn er zu langsam ist). Der Hauptpunkt hierbei ist, dass die Gezeitenverriegelung ein Gleichgewichtszustand ist, denn wenn sich der Mond zu langsam oder zu schnell dreht, ändert die Erde, die versucht, die Gezeitenwölbung in die Erd-Mond-Linie zu ziehen, die Rotationsrate des Mondes, bis sie gezeitenförmig wird gesperrt. Sobald es gezeitengesperrt ist, befindet sich diese Gezeitenwölbung immer entlang der Erd-Mond-Linie und diese Kraft verschwindet. Die Erde, die versucht, die Gezeitenwölbung in die Erd-Mond-Linie zu ziehen, ändert die Rotationsrate des Mondes, bis er gezeitengesperrt wird. Sobald es gezeitengesperrt ist, befindet sich diese Gezeitenwölbung immer entlang der Erd-Mond-Linie und diese Kraft verschwindet. Die Erde, die versucht, die Gezeitenwölbung in die Erd-Mond-Linie zu ziehen, ändert die Rotationsrate des Mondes, bis er gezeitengesperrt wird. Sobald es gezeitengesperrt ist, befindet sich diese Gezeitenwölbung immer entlang der Erd-Mond-Linie und diese Kraft verschwindet.
Das deckt jedoch ungefähr die Hälfte der Antwort ab. Wenn Sie versuchen, den Mond durch Gezeiten an die Erde zu binden, müssen Sie zwei Zeiträume berücksichtigen. Die erste, die im vorhergehenden Absatz besprochen wurde, ist die Rotationszeit des Mondes um seine Achse. Die andere ist die Umdrehungszeit des Mondes um die Erde. Beide müssen übereinstimmen. Im vorherigen Absatz wurde beschrieben, wie die Rotationszeit des Mondes um seine Achse beeinflusst werden kann, aber es gibt auch ein Mittel, um die Umdrehungszeit des Mondes um die Erde zu beeinflussen. Glücklicherweise erfolgt dies durch einen nahezu identischen Mechanismus wie oben. Tatsächlich verursacht der Mond auch Gezeitenwölbungen auf der Erde, und da sich die Erde dreht, werden diese Gezeitenwölbungen nicht direkt mit der Erd-Mond-Linie ausgerichtet. Diese nicht ausgerichtete Gezeitenwölbung auf der Erde überträgt Energie auf die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes. Dadurch wird es beschleunigt oder verlangsamt. Übrigens führt dies durch die Erhaltung des Drehimpulses zwangsläufig dazu, dass der Mond mit einer kleinen, aber anhaltenden Geschwindigkeit von uns wegdriftet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Gezeitenkräfte eine Gezeitenblockierung verursachen, die jedoch über einen langen Zeitraum durch komplizierte und langsame Kräfte erfolgt, die sowohl die Umlaufgeschwindigkeit als auch die Rotationsrate des Mondes beeinflussen, bis ein Gleichgewicht gefunden ist. Dieses Gleichgewicht ist Gezeitenverriegelung.
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Die einfache Antwort lautet: Gezeitenkräfte, die ein sekundärer Effekt der Schwerkraft sind. So wie der Mond hier auf der Erde Ebbe und Flut der Ozeane verursacht, hat die Erde auch einen ähnlichen Effekt auf den Mond.
Die Kraft ist vom gleichen Ursprung, jedoch aufgrund der Masse der Erde weitaus stärker. Diese Gezeitenkräfte verursachen ein Drehmoment bei der Rotation auf dem Mond und zeigen deshalb nur das gleiche Gesicht zur Erde.
Unterhaltsame Tatsache, Pluto und es ist nur Mond Charon zeigen aufgrund ihrer Gezeitenkraft nur ein Gesicht während ihrer Umlaufbahn. Auch die Gezeitenkräfte verlangsamen die Rotation der Erde.
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