星球的保護(hù)神

摘 要：對(duì)于地球而言，小行星或彗星對(duì)其的危害和威脅曾經(jīng)發(fā)生過(guò)，現(xiàn)在乃至將來(lái)會(huì)一直存在.在地球強(qiáng)大的引力下，以百倍于子彈的速度風(fēng)馳電掣般地撞向地球，小行星的體積越大，撞擊的能量越會(huì)急劇地增加，任何一顆直徑幾公里的小行星都將毀滅地球，哪怕是幾十米的隕石都會(huì)使人類(lèi)遭受滅頂之災(zāi)，即使用現(xiàn)在人類(lèi)最先進(jìn)的高超音速導(dǎo)彈都很難攔截小行星.那么人類(lèi)是不是就只能坐以待斃了呢？慶幸的是原來(lái)我們還有一個(gè)星球的保護(hù)神——洛希極限.

關(guān)鍵詞：潮汐力;洛希半徑;洛希極限

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）05-0063-03

作者簡(jiǎn)介：李魯淼（1982-），男，浙江紹興人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

在各類(lèi)災(zāi)難影視劇中，小行星撞擊地球也是一類(lèi)非常博取觀眾眼球的題材，諸如《天地大沖撞》《絕世天劫》等都是通過(guò)英雄人物炸毀小行星的方式來(lái)避免小行星與地球的撞擊.而《流浪地球》更是以一種嶄新的方式挽救了地球，但是這些畢竟是科幻的影視作品，還是讓我們回到現(xiàn)實(shí)，看看地球真正的保護(hù)神——洛希極限.要弄清洛希極限，還得從一種稱(chēng)為慣性力的力講起.

1 慣性力

牛頓第一定律科學(xué)地闡明了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止.

如圖1所示，一列停在水平鐵軌上的列車(chē)突然啟動(dòng)，小球在水平方向不受外力的情況下相對(duì)于桌面開(kāi)始向后運(yùn)動(dòng);如圖2中汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)，人在車(chē)?yán)飼?huì)相對(duì)于車(chē)向前傾倒;如圖3中北半球的臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)總是逆時(shí)針?lè)较?要理解這些現(xiàn)象，就得重新理解牛頓第一定律，其實(shí)牛頓第一定律是在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性參考系中成立的，而像加速的火車(chē)、減速的汽車(chē)、旋轉(zhuǎn)的地球都不是慣性系，而是非慣性系.為了讓我們看到的現(xiàn)象符合平時(shí)在慣性系中的認(rèn)識(shí)觀，我們就要在非慣性系中平添一種虛擬力——慣性力，f=-ma，m是研究對(duì)象的質(zhì)量，a是非慣性系的加速度，f方向與a反向.

2 潮汐力

在地球上每月會(huì)出現(xiàn)兩次大潮和兩次小潮，引起潮汐現(xiàn)象的力稱(chēng)為潮汐力.在地球上，一般認(rèn)為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球是一個(gè)非慣性系，其實(shí)在研究地球與月球之間的作用力時(shí)，地球也是一個(gè)非慣性系，所以也需要有慣性力.如圖4，在地心參考系中各地海水所受月球的真實(shí)的引力和地心的離心加速度造成的“慣性離心力”，這兩個(gè)力的合力就是潮汐力.