האם אי פעם תהית למה אנחנו לא מרגישים שהאדמה מסתובבת? כדור הארץ מבצע כמה תנועות מורכבות: הוא מתורגם סביב השמש ביותר מ 100,000 קמ"ש, במסלול אליפטי, הוא מסתובב גם פנימה סביב ציר משלה, עם מהירויות מעל 1600 קמ"ש באזור אקוודור, בנוסף, הוא מבצע תנועת דיכאון איטית, הנגרמת על ידי המומנט נותן כוח כבידה שמפעילים השמש והירח.
תראהגַם:מה אם כדור הארץ יפסיק להסתובב?
מדוע איננו מרגישים שכדור הארץ מסתובב?
כדי לענות על השאלה, עלינו לשים לב תחילה לעובדה הבאה: לא מרגישים את המהירות, אלא את התאוצה. לדוגמא: אם אתה בתוך רכבת ריחוף מגנטית, עם חלונות סגורים ועם טוב בידוד אקוסטי, לא תוכל לדעת מה המהירות שאתה נע, או אפילו להבחין בתנועה מהרכבת.
הסיבה לכך היא שאתה והרכבת עוברים באותה מהירות. עם זאת, אם הרכבת תאיץ או תבלם, היית מבחין בגופך "נזרק" קדימה או אחורה. התנהגות זו של חומר נקראת אִינֶרצִיָה ומוסבר לחוק הראשון של ניוטון.
מכיוון שאנחנו לא מרגישים את המהירות, אלא את תְאוּצָה, היכולת להרגיש את תנועת כדור הארץ מתייחסת ליכולת לתפוס תאוצה הקשורה לתנועתה. התאוצה הזו שקיימת כאן על כדור הארץ עקב כוח משיכה של השמש וכוכבים אחרים, אבל שאנחנו לא מסוגלים להרגיש זה סוג של תאוצה צנטריפוגלית.
תאוצה צנטריפטלית יכולה להיות מיוצרת על ידי כל כוח שלוקח גוף לתאר א שביל מעגלי, כמו במקרה של מסלול כדור הארץ סביב השמש, במקרה זה, הכוח השומר על כדור הארץ במסלול הוא כוח הכבידה שמפעיל השמש והתאוצה הצנטריפטלית שמייצרת אותה היא טבעית כוח משיכה.
ניתן לחשב את האצה הצנטריפטלית כתוצאה מתנועת כדור הארץ ביחס לשמש:
העותק - תאוצה צנטריפטלית (מ / s²)
v - מהירות (m / s)
ר - רדיוס העקומה (מ ')
תנועת התרגום של כדור הארץ
בואו ננתח את תנועת התרגום של כדור הארץ, לשם כך, נערוך כמה קירובים סבירים על מנת לאמוד את גודל התאוצה הצנטריפטלית אליה כדור הארץ כפוף:
ראשית, נשקול שרדיוס מסלול כדור הארץ קבוע ולבסוף נגיד שמהירות התרגום שלו אינה משתנה לאורך המסלול.
נניח שהמרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש הוא 149,600,000 ק"מ (1,496.1011 M)
נניח שמהירות התרגום של כדור הארץ היא כ- 30,200 מ 'לשנייה (30.2.104 מ"ש או 108,000 קמ"ש)
נשתמש בערכים שהוזכרו לעיל כדי לחשב את התאוצה הצנטריפטלית באמצעות הנוסחה המוצגת לעיל:
בהשוואה לכוח המשיכה של כדור הארץ, שהוא כ- 9.8 מ"ר לשנייה, התאוצה הצנטריפטלית שמייצרת תנועת התרגום קטנה מאוד: 0.006 מ"ר לשנייה, קטנה בערך פי 1600. בהתבסס על החוק השני של ניוטון, גוף של 100 ק"ג הנתון למודול תאוצה זה יופעל לכוח של 0.6 נ '.
תראהגַם: מים אינם יורדים לכיוונים שונים בחצי כדור הארץ!
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
תנועת סיבוב כדור הארץ
בנוסף לנוע סביב השמש, כדור הארץ מבצע גם א מהפכה סביב הציר שלה כל תקופה של כ 24 שעות. זה גורם לנו להיות נתונים לתאוצה צנטריפטלית שמייצרת התנועה הסיבובית.
יתר על כן, על פי משוואות התנועה המעגלית, ככל שאנחנו רחוקים יותר מציר הסיבוב של כדור הארץ, כך גדול יותר שלנו מהירות משיקה: למשל, באקוודור המהירות המשיקית עולה על 1600 קמ"ש, בעוד שבקטבים מהירות זו היא כמעט ריק.
תנועה זו הוכחה באמצעות ניסוי יפה: ה- המטוטלת של פוקו. סידור הניסוי כלל כדור מתכתי המחובר לכבל באורך 67 מ ', שהוצמד לתקרה. אם כדור הארץ לא היה מסתובב סביב עצמו, המטוטלת תצטרך לשמור על מישור קבוע של תנודה, מה שלא קרה בגלל הכוח הצנטריפטרי שיוצר תנועת הסיבוב.
המטוטלת של פוקו משמשת להדגמת תנועת הסיבוב של כדור הארץ.
אם ניקח בחשבון שהרדיוס הממוצע של כדור הארץ הוא 6371 ק"מ (6,371.106 מ 'וכי המהירות המשיקה בנקודה הממוקמת על קו המשווה של כדור הארץ היא 1675 קמ"ש (465.3 מ / ש), התאוצה של 0.03 מ / ש²:
מה גורם לכדור הארץ להסתובב?
מה שגורם לכדור הארץ לשמור על תנועות הסיבוב שלו סביב עצמו ומסביב לשמש הוא שימור שלזְמַןזוויתי. תנע זוויתי הוא א כמות פיסית המודד את כמות התנועה הקשורה לסיבוב וישנו עיקרון של פיזיקה הקובע זאת בהיעדר כוחות חיצוניים, יש לשמור על כמות המומנטום הזוויתי של המערכת. קָבוּעַ.
הודות למרחקים העצומים לכוכבים אחרים, ניתן לקרב את מערכת השמש אל מערכתסָגוּר (למרות שזה לא), מכיוון שהכוחות שמפעילים עלינו גרמי שמים אחרים הם הרבה יותר קטנים מהכוח שמפעילים כוכבי הלכת הסמוכים והשמש עצמה.
לפיכך, מאמינים כי כוכבי הלכת והאסטרואידים שיצרו את מערכת השמש נלכדו על ידי כוח המשיכה של השמש תוך כדי תרגום החלל במהירות רבה, והחלו להקיף אותו. פַּעַם אין כוחות מתפוגגים בחלל, כמו חיכוך, מהירות כדור הארץ ביחס לשמש נותרת קבועה במשך כמה מיליוני שנים ומשתנה רק אם משתנה רדיוס מסלול כדור הארץ.
הסיבה האפשרית לתנועת הסיבוב של כדור הארץ סביב עצמו קשורה למומנט הכבידה. הוא האמין כי הכוח שהופעל על ידי השמש וכוכבי לכת אחרים גרם לכדור הארץ לחוות את פעולתו של מומנטים (רגעים של כוח) ורוכשים תנועה סיבובית.
בנוסף להשערה זו, ישנם אינדיקציות שלפני כמה מיליארדי שנים כדור הארץ התנגש עם א אסטרואיד גדול מאוד, שמוליד את הירח ומעניק לו תנועה גדולה סיבוב.
למרות אין כוחות פיזור בחלל, כאשר כדור הארץ מסתובב על עצמו, המוני מים הגדולים המלווים את סיבובו מוצאים מחסומים, פלטפורמות ועמידות רבה לתנועתו, מה שגורם לתנועת הסיבוב של כדור הארץ לרדת בקצב של 2 אלפיות השנייה לכל מאה (0.002 שניות). במילים אחרות: ימינו יתארכו.
על ידי רפאל הלרברוק
