هل سبق لك وتسائلت لماذا لا نشعر بأن الأرض تدور? تقوم الأرض بالعديد من الحركات المعقدة: فهي تترجم حول الشمس بسرعة تزيد عن 100،000 كم / ساعة ، في مسار إهليلجي ، وتدور أيضًا في حول محوره ، مع سرعات أعلى من 1600 كم / ساعة في منطقة الإكوادور ، بالإضافة إلى أنه يؤدي حركة بطيئة مسبقة بسبب عزم الدوران يعطي قوة الجاذبية التي تمارسها الشمس والقمر.
نظرةأيضا:ماذا لو توقفت الأرض عن الدوران؟
لماذا لا نشعر بأن الأرض تدور؟
للإجابة على السؤال ، يجب أولاً الانتباه إلى الحقيقة التالية: لا تشعر بالسرعة بل بالتسارع. على سبيل المثال: إذا كنت داخل قطار مغناطيسي ، مع نوافذ مغلقة وبجودة عازل للصوت ، فلن تكون قادرًا على معرفة السرعة التي تتحرك بها ، أو حتى ملاحظة الحركة من القطار.
هذا لأنك أنت والقطار تتحركان بنفس السرعة. ومع ذلك ، إذا كان القطار سيتسارع أو يفرمل ، فستلاحظ أن جسدك "يُلقى" للأمام أو للخلف. يسمى هذا السلوك للمادة التعطيل ويتم شرحه لقانون نيوتن الأول.
لأننا لا نشعر بالسرعة ، ولكن التسريع، تشير القدرة على الشعور بحركة الأرض إلى القدرة على إدراك التسارع المرتبط بحركتها. هذا التسارع الموجود هنا على الأرض بسبب قوة جذب الشمس والنجوم الأخرى، ولكن ما لا نستطيع أن نشعر به هو نوع من تسارع الجاذبية.
يمكن أن ينتج تسارع الجاذبية المركزية بأي قوة تأخذ الجسم لوصف أ مسار دائري، كما في حالة مدار الأرض حول الشمس ، في هذه الحالة ، القوة التي تبقي الأرض في المدار هي قوة الجاذبية التي تمارسها الشمس وتسارع الجاذبية الناتج عنها من الطبيعة الجاذبية.
يمكن حساب عجلة الجاذبية المركزية الناتجة عن حركة الأرض بالنسبة للشمس بالمعادلة التالية:
الcp - تسارع الجاذبية (م / ث²)
الخامس - السرعة (م / ث)
ص - نصف قطر المنحنى (م)
حركة ترجمة الأرض
دعنا نحلل حركة الأرض الانتقالية ، لذلك ، سنقوم ببعض التقديرات المعقولة لتقدير حجم عجلة الجاذبية المركزية التي تخضع لها الأرض:
أولاً ، سوف نعتبر أن نصف قطر مدار الأرض ثابت ، وأخيراً سنقول إن سرعته الانتقالية لا تتغير على طول المدار.
سنفترض أن متوسط المسافة بين الأرض والشمس هو 149،600،000 كيلومتر (1،496.1011 م)
سنفترض أن سرعة ترجمة الأرض تبلغ حوالي 30200 م / ث (30.2.104 م / ث أو 108000 كم / ساعة)
سنستخدم القيم المذكورة أعلاه لحساب عجلة الجاذبية بالصيغة الموضحة أعلاه:
بالمقارنة مع جاذبية الأرض ، والتي تبلغ حوالي 9.8 م / ث 2 ، فإن عجلة الجاذبية المركزية الناتجة عن حركة الترجمة صغيرة جدًا: 0.006 م / ث 2 ، أي حوالي 1600 مرة أصغر. بناءً على قانون نيوتن الثاني ، فإن جسمًا يبلغ وزنه 100 كجم يخضع لوحدة التسريع هذه سيتعرض لقوة مقدارها 0.6 نيوتن.
نظرةأيضا: لا ينزل الماء في اتجاهات مختلفة في نصفي الكرة الأرضية!
حركة دوران الأرض
بالإضافة إلى التحرك حول الشمس ، تؤدي الأرض أيضًا ثورة حول محوره كل فترة ما يقرب من 24 ساعة. هذا يجعلنا عرضة لتسارع الجاذبية التي تنتجها الحركة الدورانية.
علاوة على ذلك ، وفقًا لمعادلات الحركة الدائرية ، كلما ابتعدنا عن محور دوران الأرض ، زاد السرعة المماسية: على سبيل المثال ، في الإكوادور تتجاوز السرعة العرضية 1600 كم / ساعة ، بينما عند القطبين تكون هذه السرعة عمليا باطل.
تم إثبات هذه الحركة من خلال تجربة جميلة: بندول فوكو. يتكون الترتيب التجريبي من كرة أرضية معدنية متصلة بكابل طوله 67 مترًا ، والذي تم توصيله بالسقف. إذا لم تكن الأرض تدور حول نفسها ، فسيتعين على البندول الحفاظ على مستوى ثابت من التذبذب ، وهو ما لم يحدث بسبب قوة الجاذبية الناتجة عن حركة الدوران.
يستخدم بندول فوكو لإثبات حركة دوران الأرض.
إذا أخذنا في الاعتبار أن متوسط نصف قطر الأرض هو 6371 كم (6،371.106 م) وأن السرعة العرضية عند نقطة تقع على خط استواء الأرض تبلغ 1675 كم / س (465.3 م / ث) ، وبتسارع 0.03 م / ث²:
ما الذي يجعل الأرض تدور؟
ما يجعل الأرض تحافظ على حركاتها الدورانية حول نفسها وحول الشمس هو حفظزمنالزاوي. الزخم الزاوي هو أ الكمية المادية التي تقيس مقدار الحركة المتعلقة بالدوران وهناك مبدأ فيزيائي ينص على ذلك في حالة عدم وجود قوى خارجية ، يجب الحفاظ على مقدار الزخم الزاوي للنظام. ثابت.
بفضل المسافات الهائلة للنجوم الأخرى ، من الممكن تقريب النظام الشمسي من a النظاممغلق (على الرغم من أنه ليس كذلك) ، لأن القوى التي تمارسها الأجرام السماوية الأخرى علينا أصغر بكثير من القوة التي تمارسها الكواكب القريبة والشمس نفسها.
وبالتالي ، يُعتقد أن الكواكب والكويكبات التي شكلت النظام الشمسي قد تم التقاطها بواسطة جاذبية الشمس أثناء ترجمة الفضاء بسرعة كبيرة ، والبدء في الدوران حوله. مرة واحدة لا توجد أي قوى تبديد في الفضاء، مثل الاحتكاك ، تظل سرعة الأرض بالنسبة للشمس ثابتة لبضعة ملايين من السنين وتتغير فقط إذا تغير نصف قطر مدار الأرض.
السبب المحتمل لحركة دوران الأرض حول نفسها له علاقة بعزم دوران الجاذبية. يُعتقد أن القوة التي تمارسها الشمس والكواكب الأخرى تسببت في تجربة الأرض عزم الدوران (لحظات من القوة) واكتساب حركة دورانية.
بالإضافة إلى هذه الفرضية ، هناك مؤشرات على أن الأرض اصطدمت قبل بضعة مليارات من السنين بـ كويكب كبير جدًا ، مما أدى إلى ظهور القمر وإعطائه قدرًا كبيرًا من الحركة التناوب.
بالرغم من لا قوى مشتتة في الفضاء ، عندما تنقلب الأرض على نفسها ، تجد الكتل الكبيرة من الماء التي تصاحب دورانها حواجز ومنصات ومقاومة كبيرة لحركتها ، مما تسبب في انخفاض حركة دوران الأرض بمعدل 2 مللي ثانية في الثانية قرن (0.002 ثانية). بعبارة أخرى: سوف تطول أيامنا.
بي. رافائيل هيلربروك
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/por-que-nao-sentimos-terra-girar.htm
