星球的保護神

摘 要：對于地球而言，小行星或彗星對其的危害和威脅曾經發生過，現在乃至將來會一直存在.在地球強大的引力下，以百倍于子彈的速度風馳電掣般地撞向地球，小行星的體積越大，撞擊的能量越會急劇地增加，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使人類遭受滅頂之災，即使用現在人類最先進的高超音速導彈都很難攔截小行星.那么人類是不是就只能坐以待斃了呢？慶幸的是原來我們還有一個星球的保護神——洛希極限.

關鍵詞：潮汐力;洛希半徑;洛希極限

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）05-0063-03

作者簡介：李魯淼（1982-），男，浙江紹興人，本科，中學高級教師，研究方向：中學物理教學.

在各類災難影視劇中，小行星撞擊地球也是一類非常博取觀眾眼球的題材，諸如《天地大沖撞》《絕世天劫》等都是通過英雄人物炸毀小行星的方式來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，還是讓我們回到現實，看看地球真正的保護神——洛希極限.要弄清洛希極限，還得從一種稱為慣性力的力講起.

1 慣性力

牛頓第一定律科學地闡明了力與運動的關系：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止.

如圖1所示，一列停在水平鐵軌上的列車突然啟動，小球在水平方向不受外力的情況下相對于桌面開始向后運動;如圖2中汽車急剎車時，人在車里會相對于車向前傾倒;如圖3中北半球的臺風的旋轉總是逆時針方向.要理解這些現象，就得重新理解牛頓第一定律，其實牛頓第一定律是在靜止或勻速直線運動的慣性參考系中成立的，而像加速的火車、減速的汽車、旋轉的地球都不是慣性系，而是非慣性系.為了讓我們看到的現象符合平時在慣性系中的認識觀，我們就要在非慣性系中平添一種虛擬力——慣性力，f=-ma，m是研究對象的質量，a是非慣性系的加速度，f方向與a反向.

2 潮汐力

在地球上每月會出現兩次大潮和兩次小潮，引起潮汐現象的力稱為潮汐力.在地球上，一般認為地球繞太陽公轉時，地球是一個非慣性系，其實在研究地球與月球之間的作用力時，地球也是一個非慣性系，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的引力和地心的離心加速度造成的“慣性離心力”，這兩個力的合力就是潮汐力.