Pernahkah Anda bertanya-tanya? kenapa kita tidak merasakan bumi berputar? Bumi melakukan beberapa gerakan kompleks: ia mengelilingi Matahari dengan kecepatan lebih dari 100.000 km/jam, dalam lintasan elips, ia juga berotasi dalam di sekitar porosnya sendiri, dengan kecepatan di atas 1600 km/jam di wilayah Ekuador, selain itu, ia melakukan gerakan presesi yang lambat, yang disebabkan oleh torsi memberi gaya gravitasi dilakukan oleh Matahari dan Bulan.
Lihatjuga:Bagaimana jika bumi berhenti berputar?
Mengapa kita tidak merasakan bumi berputar?
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, pertama-tama kita harus memperhatikan fakta berikut: bukan kecepatannya, tapi akselerasinya. Misalnya: jika Anda berada di dalam kereta levitasi magnetik, dengan jendela tertutup dan dengan baik kedap suara, Anda tidak akan dapat mengetahui kecepatan Anda bergerak, atau bahkan memperhatikan gerakannya dari kereta api.
Ini karena Anda dan kereta bergerak dengan kecepatan yang sama. Namun, jika kereta sedang berakselerasi atau mengerem, Anda akan melihat tubuh Anda "terlempar" ke depan atau ke belakang. Perilaku materi ini disebut
kelembaman dan dijelaskan dengan hukum 1 Newton.Karena kita tidak merasakan kecepatannya, tetapi percepatan, kemampuan merasakan gerakan bumi mengacu pada kemampuan untuk merasakan percepatan yang terkait dengan gerakannya. Percepatan yang ada di Bumi ini karena gaya tarik matahari dan bintang-bintang lainnya, tapi yang tidak bisa kita rasakan adalah semacam percepatan sentripetal.
Percepatan sentripetal dapat dihasilkan oleh gaya apa pun yang dibutuhkan benda untuk menggambarkan a jalan melingkar, seperti dalam kasus orbit Bumi mengelilingi Matahari, dalam hal ini, gaya yang menjaga Bumi pada orbitnya adalah gaya gravitasi yang diberikan oleh Matahari dan percepatan sentripetal yang dihasilkan olehnya adalah alami gravitasi.
Percepatan sentripetal akibat gerak Bumi relatif terhadap Matahari dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Itucp – percepatan sentripetal (m/s²)
v – kecepatan (m/s)
R – jari-jari kurva (m)
Gerakan translasi bumi
Mari kita menganalisis gerak translasi Bumi, untuk itu, kita akan membuat beberapa perkiraan yang masuk akal untuk memperkirakan besarnya percepatan sentripetal yang dialami Bumi:
Pertama, kita akan menganggap bahwa jari-jari orbit Bumi adalah konstan dan akhirnya kita akan mengatakan bahwa kecepatan translasinya tidak berubah sepanjang orbitnya.
Kita asumsikan jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari adalah 149.600.000 km (1.496,10 .)11 m)
Kita akan mengasumsikan bahwa kecepatan translasi Bumi kira-kira 30.200 m/s (30.2.104 m/s atau 108.000 km/jam)
Kami akan menggunakan nilai yang disebutkan di atas untuk menghitung percepatan sentripetal dengan rumus yang ditunjukkan di atas:
Dibandingkan dengan gravitasi bumi, yaitu sekitar 9,8 m/s², percepatan sentripetal yang dihasilkan oleh gerakan translasi sangat kecil: 0,006 m/s², sekitar 1600 kali lebih kecil. Berdasarkan hukum ke-2 Newton, sebuah benda 100 kg yang dikenai modulus percepatan ini akan dikenai gaya sebesar 0,6 N.
Lihatjuga: Air tidak turun ke arah yang berbeda di belahan bumi!
Gerakan rotasi bumi
Selain bergerak mengelilingi Matahari, Bumi juga melakukan revolusi di sekitar porosnya sendiri setiap periode sekitar 24 jam. Ini membuat kita tunduk pada percepatan sentripetal yang dihasilkan oleh gerakan rotasi.
Selanjutnya, menurut persamaan gerak melingkar, semakin jauh kita dari sumbu rotasi bumi, semakin besar kita Kecepatan tangensial: misalnya, di Ekuador kecepatan tangensial melebihi 1600 km/jam, sedangkan di kutub kecepatan ini praktis batal.
Gerakan ini dibuktikan melalui eksperimen yang indah: the bandul Foucault. Susunan eksperimental terdiri dari bola logam yang terhubung ke kabel sepanjang 67 m, yang dipasang ke langit-langit. Jika Bumi tidak berputar di sekitar dirinya sendiri, pendulum harus mempertahankan bidang osilasi yang tetap, yang tidak terjadi karena gaya sentripetal yang dihasilkan oleh gerakan rotasi.
Pendulum Foucault digunakan untuk menunjukkan gerakan rotasi bumi.
Jika kita memperhitungkan bahwa jari-jari rata-rata Bumi adalah 6371 km (6.371,106 m) dan bahwa kecepatan tangensial di suatu titik yang terletak di khatulistiwa bumi adalah 1675 km/jam (465,3 m/s), percepatan 0,03 m/s²:
Apa yang membuat bumi berputar?
Yang membuat Bumi mempertahankan gerakan rotasinya di sekitar dirinya dan di sekitar Matahari adalah konservasiwaktusudut. Momentum sudut adalah kuantitas fisik yang mengukur jumlah gerakan yang terkait dengan rotasi dan ada prinsip fisika yang menyatakan bahwa dengan tidak adanya gaya eksternal, jumlah momentum sudut suatu sistem harus dipertahankan. konstan.
Berkat jarak yang sangat jauh ke bintang lain, dimungkinkan untuk membawa tata surya lebih dekat ke a sistemTutup (meskipun tidak), karena gaya yang diberikan oleh benda langit lain pada kita jauh lebih kecil daripada gaya yang diberikan oleh planet terdekat dan Matahari itu sendiri.
Dengan demikian, diyakini bahwa planet dan asteroid yang membentuk tata surya ditangkap oleh gravitasi Matahari saat menerjemahkan ruang dengan kecepatan tinggi, mulai mengorbitnya. Sekali tidak ada kekuatan disipatif di ruang angkasa, seperti gesekan, kecepatan Bumi relatif terhadap Matahari tetap konstan selama beberapa juta tahun dan hanya berubah jika jari-jari orbit Bumi berubah.
Kemungkinan penyebab gerakan rotasi bumi di sekitarnya berkaitan dengan torsi gravitasi. Diyakini bahwa gaya yang diberikan oleh Matahari dan planet-planet lain menyebabkan Bumi mengalami aksi torsi (momen gaya) dan memperoleh gerakan rotasi.
Selain hipotesis ini, ada indikasi bahwa beberapa miliar tahun yang lalu Bumi bertabrakan dengan asteroid yang sangat besar, memunculkan Bulan dan memberinya banyak gerakan rotasi.
meskipun tidak ada kekuatan disipatif di luar angkasa, ketika Bumi berputar dengan sendirinya, sejumlah besar air yang menyertai rotasinya menemukan penghalang, platform dan resistensi yang besar terhadap gerakannya, menyebabkan gerakan rotasi bumi berkurang dengan kecepatan 2 milidetik per abad (0,002 detik). Dengan kata lain: hari-hari kita akan bertambah panjang.
Oleh Saya. Rafael Helerbrock
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/por-que-nao-sentimos-terra-girar.htm