Чудили ли сте се някога защо не усещаме как земята се обръща? Земята извършва няколко сложни движения: тя се превежда около Слънцето с повече от 100 000 км / ч, по елиптична траектория, тя също се върти в около собствената си ос, със скорости над 1600 км / ч в региона на Еквадор, освен това той извършва бавно прецесионно движение, причинено от въртящия момент дава гравитационна сила упражнявани от Слънцето и Луната.
Вижсъщо:Ами ако Земята спре да се върти?
Защо не чувстваме Земята да се върти?
За да отговорим на въпроса, първо трябва да обърнем внимание на следния факт: не усещам скоростта, а ускорението. Например: ако сте във влак с магнитна левитация, със затворени прозорци и с добър шумоизолация, не бихте могли да разберете с каква скорост се движите или дори да забележите движението от влака.
Това е така, защото вие и влакът се движите с еднаква скорост. Ако обаче влакът трябва да ускорява или спира, ще забележите как тялото ви е „хвърлено“ напред или назад. Това поведение на материята се нарича инерция и е обяснено за първия закон на Нютон.
Тъй като не усещаме скоростта, а ускорение, способността да усещаме движението на Земята се отнася до способността да възприемаме ускорение, свързано с нейното движение. Това ускорение, което съществува тук на Земята поради сила на привличане на слънцето и други звезди, но това, което не сме в състояние да почувстваме, е нещо като центростремително ускорение.
Центропеталното ускорение може да бъде породено от всяка сила, която отнема на тялото да опише a кръгова пътека, както в случая с орбитата на Земята около Слънцето, в този случай силата, която държи Земята в орбита е гравитационната сила, упражнявана от Слънцето и произведеното от него центростремително ускорение е от природата гравитационно.
Центростремителното ускорение в резултат на движението на Земята спрямо Слънцето може да бъде изчислено по следното уравнение:
Thecp - центростремително ускорение (m / s²)
v - скорост (m / s)
R - радиус на кривата (m)
Движение за превод на Земята
Нека анализираме транслационното движение на Земята, за това ще направим някои разумни приближения, за да оценим величината на центростремителното ускорение, на което е подложена Земята:
Първо, ще считаме, че радиусът на земната орбита е постоянен и накрая ще кажем, че нейната транслационна скорост не се променя по орбитата.
Ще приемем, че средното разстояние между Земята и Слънцето е 149 600 000 км (1 496,1011 м)
Ще приемем, че скоростта на транслация на Земята е приблизително 30 200 m / s (30.2.104 m / s или 108 000 km / h)
Ще използваме посочените по-горе стойности за изчисляване на центростремителното ускорение с формулата, показана по-горе:
В сравнение със земната гравитация, която е приблизително 9,8 m / s², центростремителното ускорение, произведено от движението на транслацията, е много малко: 0,006 m / s², около 1600 пъти по-малко. Въз основа на втория закон на Нютон, 100-килограмово тяло, подложено на този модул на ускорение, ще бъде подложено на сила от 0,6 N.
Вижсъщо: Водата не се спуска в различни посоки в земните полукълба!
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Движение на земната ротация
Освен че се движи около Слънцето, Земята изпълнява и революция около собствената си ос на всеки период от около 24 часа. Това ни кара да подлежим на центростремително ускорение, породено от въртеливото движение.
Освен това, според уравненията на кръговото движение, колкото по-далеч сме от оста на въртене на Земята, толкова по-голяма е нашата Тангенциална скорост: например, в Еквадор тангенциалната скорост надвишава 1600 км / ч, докато на полюсите тази скорост е практически нула.
Това движение беше доказано чрез красив експеримент: Махалото на Фуко. Експерименталната подредба се състоеше от метален глобус, свързан с кабел с дължина 67 м, който беше прикрепен към тавана. Ако Земята не се въртеше около себе си, махалото трябваше да поддържа фиксирана равнина на трептене, което не се случи поради центростремителната сила, произведена от въртеливото движение.
Махалото на Фуко се използва за демонстриране на въртеливото движение на Земята.
Ако вземем предвид, че средният радиус на Земята е 6371 км (6 371,106 m) и че тангенциалната скорост в точка, разположена на земния екватор, е 1675 km / h (465.3 m / s), ускорението от 0.03 m / s²:
Какво кара Земята да се върти?
Това, което кара Земята да поддържа своите въртеливи движения около себе си и около Слънцето, е опазване навремеъглова. Ъгловият импулс е a физическо количество който измерва количеството на движението, свързано с въртенето и има принцип на физиката, който гласи, че при липса на външни сили трябва да се поддържа величината на ъгловия момент на системата. постоянна.
Благодарение на огромните разстояния до други звезди е възможно да се доближи Слънчевата система до системазатворен (макар и да не е), тъй като силите, упражнявани от други небесни тела върху нас, са много по-малки от силите, упражнявани от близките планети и самото Слънце.
По този начин се смята, че планетите и астероидите, образували Слънчевата система, са били уловени от гравитацията на Слънцето, докато са превеждали пространството с голяма скорост, започвайки да го обикалят. Веднъж в космоса няма дисипативни силиподобно на триенето, скоростта на Земята спрямо Слънцето остава постоянна в продължение на няколко милиона години и се променя само ако радиусът на земната орбита се промени.
Възможната причина за въртеливото движение на Земята около себе си е свързана с гравитационния въртящ момент. Смята се, че силата, упражнявана от Слънцето и други планети, е накарала Земята да изпита действието на въртящи моменти (моменти на сила) и придобиват въртеливо движение.
В допълнение към тази хипотеза има индикации, че преди няколко милиарда години Земята се е сблъскала с много голям астероид, който поражда Луната и й дава голямо количество движение ротационен.
въпреки няма дисипативни сили в космоса, когато Земята се обърне върху себе си, големите маси вода, които съпътстват въртенето й, намират бариери, платформи и голяма устойчивост на нейното движение, което кара ротационното движение на Земята да намалява със скорост от 2 милисекунди на век (0,002 с). С други думи: дните ни ще станат по-дълги.
От мен Рафаел Хелерброк
