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月は地球を公転してますが、海の干満による摩擦熱の影響で、公転エネルギーを失い、少しずつ地球から離れていくということです。この場合、月の公転速度は速くなるのですか?遅くなるのですか?変わらないのですか?感覚的には、エネルギーを失うんだから遅くなるように思うのですが、遅いボールが離れていくのは何か感覚に反します。

質問者からの補足コメント

  • ありがとうございます。月は回転エネルギーを失って離れていく、という考え方自体が間違いで、地球からエネルギーをもらって速くなってたんですね。

    No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2021/10/19 02:36

A 回答 (9件)

そうですね、地球の形が変形するために地球の自転に引きずられて加速するということだと思います。

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No.7を補足すると


月が加速する方向に力を受けると、月は加速すると共に軌道半径が増え、
半径が増えた分重力に運動エネルギーを喰われて減速もします。
トータルでは加速前より遅くなるという一見奇妙な現象が起こります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。月が加速する方向に力を受けると・・・遅くなる。。。うーん、これはなんとも興味深い現象ですね。

お礼日時:2021/10/19 20:08

公転エネルギーの定義が曖昧ですね。



月が地球から遠ざかると、月は遅くなり運動エネルギーは下がります。
しかし、月の重力ポテンシャルエネルギーは増えます。

この2つを合わせた力学的エネルギーは増えます。

つまり、月は潮汐の摩擦を介してエネルギーを受け取っています。
それは月の重力ポテンシャルを増やすのに回り、運動エネルギーは減ってしまいます。

月の重力ポテンシャルエネルギー= -GMm/r(無限遠で0とした場合)
G: 重カ定数、M: 地球の質量 m: 月の質量

月の速度は円運動を仮定すると

mv²/r=GMm/r² →v=√(GM/r)
運動エネルギーは (1/2)mv²=(1/2)GM/r

力学的エネルギー= -GMm/r+(1/2)GMm/r= -(1/2)GMm/r

#地球は月より十分重いことを仮定して簡略化してます。
#共重心とか持ち出すと話が複雑化するので・・・(^-^;

潮汐摩擦により力学的エネルギーが増えると
#力学的エネルギーは負なので増えるとrも増えることに注意!
rも増え、運動エネルギーとvは減り、
ポテンシャルエネルギーは潮汐摩擦で貰ったエネルギーの
倍増えることになります。

実際の月は楕円軌道だし、太陽からも大きな影響を受けるので
こんな単純な話ではありませんが、大筋は外してない筈。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。摩擦は関係なかったかなと思ったけど、直接は、地球の自転を遅くし、間接には、月の速度を速めるのに影響ありなのかな。

お礼日時:2021/10/19 20:08

海の干満で海水と海底の摩擦により、地球の自転速度が遅くなり、月の公転速度は速くなり、月の公転軌道は外側に大きくなります。

膨らみます。現在、月は、年に約3.8cmずつ遠ざかっています。月が誕生した45億年前は、今より2万2500キロメートルも月は地球に近く、17倍も大きく見えたそうです。
https://logmi.jp/business/articles/257365
古生代デボン紀、3億5000万年前は、地球の一年は400日もあったのです。
https://ameblo.jp/oldworld/entry-11237169103.html
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ちなみに、これは、実際の地球の自然環境などを通して、ある程度実証されてるものなんですか?それとも、理論的には、こうなってたはずだという理論の積み重ねの話なのですか?・・・リンク先にありましたね。。。。なるほど、面白い。

お礼日時:2021/10/19 19:56

「地球の公転ではなく、月の公転の話です(地球と太陽でも同じ現象はあるでしょうけど)。

人類誕生前のはるか大昔の月は、今より何倍も大きかったそうです。その大きな一因が動く海洋の水らしいです。」について
月の公転の話です。動く海洋の水は月には関係ないです(絶対ないとは言えません。動物動ききや植物の成長によって地球の重心位置は少し変化しますから。)。全ての恒星・惑星・衛星は重力を及ぼし合っていますし、同じ軌道を通っているわけでもありません。月の公転軌道が遠くなることもありますし近くなることもあります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。毎年、多少のブレがあり月の距離は一定とは言えないが、少しずつ月が地球から離れていってるというのは間違いだよという意見ですか?

月が離れてるとか、遅くなってるというのは、単なる理論上の話なのか、何か実際の現象として、10億年前の月の位置が今の80%くらいだったとか、何かの実証性がある話なのか、どうなんですかね。年4センチ程度と言われてるので、100年でも4m。有意な観測ができるか怪しい話ではありますね。

お礼日時:2021/10/19 19:48

現在月の公転周期より地球の自転周期の方が速いため、月は地球に加速される関係にある。


思考実験として月と地球を糸で結べば直感的に理解できる。

宇宙空間では、速度が速くなると遠心力も強くなり、外側に膨らむ。
月は常に地球の自転運動からエネルギーを得ているため、誕生以来常に公転軌道が外に外にと膨らんでいる。

回転運動は速度でなく角運動量でないと比較できないが、月の角運動量は次第に増加している。

月と逆の変化をしているのが、海王星の衛星トリトンである。
トリトンは逆行衛星であるため、海王星の自転運動から常にブレーキを掛けられている。
このためトリトン公転軌道は次第に海王星に落ち込んでいっている。
約1億年後、トリトン公転軌道はついにロッシュ限界に達し、トリトンは海王星の潮汐力により破壊されると予測されている。
そして、細かく砕かれた破片は海王星を取り囲み、土星の輪のようなきれいな輪になるとみられている。

この場合も、速度では測れない。
エネルギーを失うといっても、位置エネルギーを失うだけである。
位置エネルギーは落下することによって運動エネルギーに変換され、公転速度を増加させる。
速度のみで天体の運動は語れないのである。

ちょっと不謹慎なたとえだが。
同じことが、JAL123にも起こった。
機体のコントロールを失った後のフゴイド運動である。
エンジン推力をうまく速度に変換させられなくなったため機体の速度が低下した。
すると重力に引かれて機体は高度を下げ位置エネルギーを運動エネルギーに変換。
機体の速度は回復した。
すると速度の増加に伴い遠心力も強くなり、機体は再び上昇。
運動エネルギーを位置エネルギーへの転換し、機体の速度は再び低下。
・・・
それがずっと繰り返された。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2021/10/19 19:29

月の重力が海水を引き寄せ、月に向かってわずかに伸びる「潮の満ち引き」が起こる。

地球は月の公転よりも速く自転するため、ふくらみが回転して遠ざかると、月も引き寄せられる。すると地球の自転が遅くなる。このような動きによって、月の公転速度が早くなり、軌道が外側に膨らんでいくことになる。

https://www.businessinsider.jp/post-199853

ということです。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2021/10/19 19:25

月が地球から離れると、公転軌道は長くなります。


そのままでは、1周するのに時間がかかるようになるので、
公転の回数を一定に保つために、スピードは速くなります
地球の自転の速度も遅くなっていくので、月の公転と地球の
自転が一致して、月が同じ位置にいるように見える日が来ます。
それまでに、太陽が寿命を終えるので月の心配をしなくていいです
https://logmi.jp/business/articles/257365
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この回答へのお礼

ありがとうございます。さすがに心配はしてないです(笑)。速くなるのですか。なんか、感覚的にもやっとします。

お礼日時:2021/10/14 18:16

海の干満による摩擦熱と、公転エネルギーは関係ありません。

海の干満によエネルギーを失うことはありません。全ての恒星・惑星・衛星は重力を及ぼし合っていますし、同じ軌道を通っているわけでもありませんので、徐々にズレていくことは考えられます。また、彗星などの影響もあります。彗星の尾の影響などもあると思います。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。地球の公転ではなく、月の公転の話です(地球と太陽でも同じ現象はあるでしょうけど)。人類誕生前のはるか大昔の月は、今より何倍も大きかったそうです。その大きな一因が動く海洋の水らしいです。

お礼日時:2021/10/14 18:16

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