Czy zastanawiałeś się kiedyś dlaczego nie czujemy, jak ziemia się obraca? Ziemia wykonuje kilka złożonych ruchów: przemieszcza się wokół Słońca z prędkością ponad 100 000 km/h, po trajektorii eliptycznej, obraca się również w wokół własnej osi, z prędkością powyżej 1600 km/h w regionie Ekwadoru, dodatkowo wykonuje powolny ruch precesji, wywołany momentem obrotowym daje siła grawitacji wywierane przez Słońce i Księżyc.
Popatrzrównież:A gdyby Ziemia przestała się obracać?
Dlaczego nie czujemy, że Ziemia się obraca?
Aby odpowiedzieć na pytanie, musimy najpierw zwrócić uwagę na następujący fakt: nie czuć prędkości, ale przyspieszenie. Na przykład: jeśli jesteś w pociągu z lewitacją magnetyczną, z zamkniętymi oknami i dobrym dźwiękoszczelne, nie będziesz w stanie stwierdzić, z jaką prędkością się poruszasz, ani nawet zauważyć ruchu z pociągu.
Dzieje się tak, ponieważ ty i pociąg poruszacie się z tą samą prędkością. Jeśli jednak pociąg miałby przyspieszać lub hamować, zauważyłbyś, że twoje ciało jest „rzucane” do przodu lub do tyłu. To zachowanie materii nazywa się
bezwładność i jest wyjaśnione do pierwszego prawa Newtona.Ponieważ nie czujemy prędkości, ale przyśpieszenie, zdolność odczuwania ruchu Ziemi odnosi się do zdolności do odczuwania przyspieszenia związanego z jej ruchem. To przyspieszenie, które istnieje tutaj na Ziemi z powodu siła przyciągania słońca i innych gwiazd, ale tego nie jesteśmy w stanie wyczuć jest swego rodzaju przyspieszenie dośrodkowe.
Przyspieszenie dośrodkowe może być wytworzone przez dowolną siłę, która wymaga od ciała opisu okrągła ścieżka, podobnie jak w przypadku orbity Ziemi wokół Słońca, w tym przypadku siłą utrzymującą Ziemię na orbicie jest siła siła grawitacyjna wywierana przez Słońce i wytwarzane przez nie przyspieszenie dośrodkowe ma naturę grawitacyjny.
Przyspieszenie dośrodkowe wynikające z ruchu Ziemi względem Słońca można obliczyć za pomocą następującego równania:
cp – przyspieszenie dośrodkowe (m/s²)
v – prędkość (m/s)
R – promień łuku (m)
Ruch translacyjny Ziemi
Przeanalizujmy ruch translacyjny Ziemi, w tym celu dokonamy kilku rozsądnych przybliżeń, aby oszacować wielkość przyspieszenia dośrodkowego, któremu podlega Ziemia:
Najpierw rozważymy, że promień orbity Ziemi jest stały, a na koniec powiemy, że jej prędkość translacyjna nie zmienia się wzdłuż orbity.
Przyjmiemy, że średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi 149 600 000 km (1496,1011 m)
Przyjmiemy, że prędkość translacji Ziemi wynosi około 30 200 m/s (30.2.104 m/s lub 108 000 km/h)
Powyższe wartości wykorzystamy do obliczenia przyspieszenia dośrodkowego ze wzoru przedstawionego powyżej:
W porównaniu z grawitacją Ziemi, która wynosi około 9,8 m/s², przyspieszenie dośrodkowe wytwarzane przez ruch translacyjny jest bardzo małe: 0,006 m/s², około 1600 razy mniejsze. Zgodnie z drugim prawem Newtona, 100-kilogramowe ciało poddane działaniu tego modułu przyspieszenia zostanie poddane działaniu siły 0,6 N.
Popatrzrównież: Woda nie schodzi w różnych kierunkach na półkulach Ziemi Earth!
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Ruch obrotowy ziemi
Oprócz poruszania się wokół Słońca, Ziemia wykonuje również obrót wokół własnej osi każdy okres około 24 godzin. To sprawia, że jesteśmy poddawani przyspieszeniu dośrodkowemu wytwarzanemu przez ruch obrotowy.
Ponadto, zgodnie z równaniami ruchu kołowego, im dalej jesteśmy od osi obrotu Ziemi, tym większa jest nasza Prędkość styczna: np. w Ekwadorze prędkość styczna przekracza 1600 km/h, podczas gdy na biegunach prędkość ta jest praktycznie zero.
Ten ruch został udowodniony przez piękny eksperyment: the Wahadło Foucaulta. Eksperymentalna aranżacja składała się z metalowej kuli połączonej z 67-metrowym kablem przymocowanym do sufitu. Gdyby Ziemia nie obracała się wokół siebie, wahadło musiałoby utrzymywać stałą płaszczyznę oscylacji, co nie miało miejsca z powodu siły dośrodkowej wytwarzanej przez ruch obrotowy.
Wahadło Foucaulta służy do demonstrowania ruchu obrotowego Ziemi.
Jeśli weźmiemy pod uwagę, że średni promień Ziemi wynosi 6371 km (6371,106 m) oraz że prędkość styczna w punkcie położonym na równiku Ziemi wynosi 1675 km/h (465,3 m/s), przyspieszenie 0,03 m/s²:
Co sprawia, że Ziemia się obraca?
To, co sprawia, że Ziemia utrzymuje swoje ruchy obrotowe wokół siebie i wokół Słońca, to konserwacjaczaskątowy. Moment pędu to a wielkość fizyczna który mierzy ilość ruchu związanego z obrotem i istnieje zasada fizyki, która mówi, że przy braku sił zewnętrznych należy zachować wielkość momentu pędu układu. stały.
Dzięki ogromnym odległościom do innych gwiazd możliwe jest zbliżenie Układu Słonecznego do a systemZamknięte (choć tak nie jest), ponieważ siły wywierane na nas przez inne ciała niebieskie są znacznie mniejsze niż siła wywierana przez pobliskie planety i samo Słońce.
Dlatego uważa się, że planety i asteroidy, które utworzyły Układ Słoneczny, zostały przechwycone przez słoneczną grawitację, przesuwając przestrzeń z dużą prędkością, zaczynając ją okrążać. Pewnego razu w kosmosie nie ma żadnych sił rozpraszających, podobnie jak tarcie, prędkość Ziemi względem Słońca pozostaje stała przez kilka milionów lat i zmienia się tylko wtedy, gdy zmienia się promień orbity Ziemi.
Możliwa przyczyna ruchu obrotowego Ziemi wokół siebie ma związek z momentem grawitacyjnym. Uważa się, że siła wywierana przez Słońce i inne planety spowodowała, że Ziemia doświadczyła działania obróżka (momenty siły) i nabyć ruch obrotowy.
Oprócz tej hipotezy istnieją przesłanki, że kilka miliardów lat temu Ziemia zderzyła się z bardzo duża asteroida, dająca początek Księżycowi i dająca mu duży ruch rotacyjny.
pomimo brak sił rozpraszających w kosmosie, gdy Ziemia obraca się sama, wielkie masy wody, które towarzyszą jej obrotowi, znajdują bariery, platformy i duża odporność na jej ruch, powodująca zmniejszanie się ruchu obrotowego Ziemi w tempie 2 milisekund na wiek (0,002 s). Innymi słowy: nasze dni się wydłużą.
Przeze mnie Rafael Helerbrock
