Почему Луна отступает от Земли из-за приливов? Это типично для других лун?

После прочтения вопросов и ответов. Луна движется дальше от Земли и ближе к Солнцу? Почему? о приливах, передающих энергию на Луну и отталкивающих ее от Земли, у меня есть вопрос:

Как эта энергия действительно переносится на Луну? Создание приливов требует энергии, поэтому я ожидаю, что это должно забрать энергию с Луны, замедлить ее и заставить ее в конечном итоге вернуться к Земле. Почему этого не происходит?

Наконец, если это общий механизм, будут ли другие луны, которые вращаются вокруг планет с жидкой поверхностью и вызывать приливы, отступать от своих родительских планет?

the-moon orbit earth

— Дунайский моряк
источник

Обратите внимание, что спад происходит только тогда, когда основной вращается быстрее, чем спутник. Когда спутник движется быстрее, чем основной (например, Фобос и Марс), он входит внутрь, а не наружу.

— BowlOfRed

@ РСТȢѸФХѾЦЧШЩЪЫЬ: Хм, "ближе к Солнцу"? Это также идет дальше от Солнца, в половине случаев ...

— ThePopMachine

Ответы:

Это довольно просто, на самом деле.

приливная выпуклость

Луна создает приливы. Из-за приливов вода выходит к Луне (а также с противоположной стороны).

Но Земля также вращается довольно быстро (один раз в день), быстрее, чем Луна вращается вокруг Земли (один раз в месяц). Существует трение между вращающейся Землей и водянистой выпуклостью, созданной приливами. Вращение Земли «хочет» вращать выпуклость быстрее.

По сути, вращение Земли вытягивает приливную выпуклость вперед - выпуклость всегда немного впереди Луны. Когда Луна находится на меридиане, прилив уже уменьшается.

Так что на Земле есть немного лишней водной массы, немного впереди Луны. Эта водянистая выпуклость гравитационно взаимодействует с Луной.

Это имеет два эффекта:

он замедляет вращение Земли, постепенно высасывая из нее энергию (Луна вытягивает выпуклость, и, следовательно, Земля «возвращается»)
эта энергия сбрасывается в орбитальное движение Луны, эффективно "вытягивая" ее вперед

Когда вы сбрасываете энергию движения в орбитальное тело, оно оседает на более высокой орбите - более высокая орбита означает больше энергии. Следовательно, передача энергии от вращения Земли к орбите Луны постепенно делает орбиту Луны все больше и больше.

Это происходит только потому, что Земля вращается быстрее, чем ее вращает Луна. Если бы Земля была привязана к Луне (вращаясь ровно так же быстро, как Луна вращается вокруг нее), то никакого перемещения не произошло бы. Если бы Земля вращалась медленнее, чем орбита Луны, то передача была бы противоположной (от орбитального движения Луны до вращения Земли).

Примечание: нелогично, спутник с большей энергией движется медленнее, но на более высокой орбите. Дополнительная энергия уходит на подъем орбиты, а не на ускорение ее скорости. Почему это происходит именно так - это целая дискуссия.

— Флорин андрей
источник

Есть ли приливная волна в расплавленной мантии Земли?

— LocalFluff

Вся Земля, включая «твердую» кору и ее мягкий интерьер, испытывает прилив, связанный с Луной; в планетарном масштабе нет настоящих твердых тел. Это называется земной прилив. Амплитуда порядка десятков сантиметров. web.ics.purdue.edu/~ecalais/teaching/eas450/Gravity3.pdf

— Флорин Андрей

@ user104372 Энергия не просто существует в форме кинетической энергии. В этом случае полная энергия (кинетическая плюс потенциальная) более широкой орбите является большим. Это действительно базовая физика, о которой вы спорите.

— Роб Джеффрис

Re Это довольно просто, на самом деле. Это не так просто. Истинная картина намного сложнее, чем эта простая картина. Приливная выпуклость, как показано на рисунке, не существует. Если бы он существовал, прилив произошел бы вскоре после кульминации Луны (а затем через 12 часов и 25 минут после этого). Это очень редко наблюдается. На самом деле, эта приливная выпуклость не может существовать. Чтобы получить правильную картину, необходимо интегрировать воздействие океанов на Луну в течение длительного периода времени (предпочтительно 18 лет или более). Наши модели еще не там.

— Дэвид Хаммен

Вы правильно определили, что приливные силы переносят энергию с Земли на Луну. Эта энергия заставляет орбиту Луны увеличиваться, замедляя ее.

Это немного противоречит интуиции, но если подумать, Земля вращается со скоростью 1 оборот в день. Луна вращается вокруг Земли с периодом приблизительно 27,3 дня. Если бы он ускорился, его орбита фактически уменьшилась бы, приблизив его к Земле.

Чтобы ответить на ваш последний пункт, все другие луны вызывают приливы на своих родительских планетах и удаляются от них, но эффекты намного меньше из-за большей разницы в размерах. Система Земля / Луна уникальна в Солнечной системе, так как соотношение размеров тел относительно близко друг к другу.

— ChrisF
источник

Другие системы планеты / луна действительно также обладают этим свойством , хотя. Луны медленно вращаются наружу.

— Рори Олсоп

Я до сих пор не понимаю, насколько ускорение Луны уменьшит ее орбиту, насколько я помню, чем быстрее движется тело, тем дальше находится орбита ...

— Данубский моряк

@ ŁukaszLech Это неправильное представление, квадрат орбитального периода равен кубу его среднего расстояния ( 3-й закон Кеплера ), но, поскольку размер орбиты масштабируется только линейно с расстоянием, скорость масштабируется как r ^ (- 1 / 2), то есть уменьшается с расстоянием.

— Гильошон

Примеры: на 150 миль вверх орбитальная скорость составляет 17000 миль в час. На 22000 миль это только 7000 миль в час.

— Рори Олсоп

Интересный. Но когда тело замедляется, центробежная сила уменьшается, поэтому уже не в состоянии соответствовать силе тяжести, и тело падает? Это то, что происходит с низкоорбитальными спутниками?

— Дунайский моряк