月球永远只有一个面朝向地球(月球为啥只有一侧面向地球)(1)

2018年,嫦娥四号成功在月球背面着陆,一时间引起了很大的轰动。但是,这里面却有一个知识点并不是所有人都清楚。那就是为什么月球只有一侧朝向地球。网上也有各路大神科普,如果你是个高中生,也许根本不需要别人科普,自己早就烂熟于心了。原理其实很简单,今天,牧场就告诉大家一个最简单易懂的。

我们知道,地球围绕着太阳转的模型,是有两个力在起作用,一个是万有引力,一个是离心力(一种惯性力),如下图所示。

月球永远只有一个面朝向地球(月球为啥只有一侧面向地球)(2)

万有引力和离心力相互抵消,地球在轨道围绕着太阳公转。但是,地球不是一个质点,而是一个直径1.28万千米的球体。这就导致地球表面和太阳垂直的两个点受力不相等。如下图所示:

月球永远只有一个面朝向地球(月球为啥只有一侧面向地球)(3)

我们看到,地球表面受到的万有引力和离心力并不是完全一致的,所以,地球上会有潮汐(月球对海洋引起的潮汐原理类似)

接下来,我们把角色进行转换,把太阳和地球换成地球和月球。如下图

月球永远只有一个面朝向地球(月球为啥只有一侧面向地球)(4)

这样长期以往,月球的形状就变成椭圆的了(这里为了形象的表示,现实中其实没有椭的那么明显啦),这时,神奇的事情就发生了,如下图。

月球永远只有一个面朝向地球(月球为啥只有一侧面向地球)(5)

月球变成椭圆形后,姿态就永远被锁定了,为什么?因为只要它视图调整姿态,作用于两个端点的力就会把它重新拉回来(这里只画了万有引力)。

于是月球只有一面可以朝向地球啦。那么,问题来了,为什么地球没有被太阳锁定呢?如果单纯的根据这个原理解释的话,牧场只能告诉你,时间还没到。

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