Ste se kdaj vprašali zakaj ne čutimo, da se zemlja obrača? Zemlja izvaja več zapletenih gibov: prevaja okoli Sonca z več kot 100.000 km / h, v eliptični poti pa se tudi vrti v okoli svoje osi s hitrostjo nad 1600 km / h v regiji Ekvador, poleg tega pa izvaja počasno precesno gibanje, ki ga povzroči navor daje gravitacijska sila sonca in lune.
Poglejtudi:Kaj če bi se Zemlja nehala vrteti?
Zakaj ne čutimo, da se Zemlja vrti?
Da bi odgovorili na vprašanje, moramo biti najprej pozorni na naslednje dejstvo: ne čutim hitrosti, ampak pospešek. Na primer: če ste v vlaku z magnetno levitacijo, z zaprtimi okni in z dobro zvočno izolirani, ne bi mogli ugotoviti, s katero hitrostjo se premikate, ali celo opazili gibanje od vlaka.
To je zato, ker se vi in vlak premikate z enako hitrostjo. Če pa bi vlak pospeševal ali zaviral, bi opazili, da se vaše telo "vrže" naprej ali nazaj. Tako vedenje snovi se imenuje vztrajnost in je razložen Newtonovemu prvemu zakonu.
Ker ne čutimo hitrosti, ampak pospešek, sposobnost občutiti gibanje Zemlje se nanaša na sposobnost zaznavanja pospeška, povezanega z njenim gibanjem. Ta pospešek, ki obstaja tukaj na Zemlji zaradi
privlačna sila sonca in drugih zvezd, ampak tega, česar ne moremo čutiti, je neke vrste centripetalni pospešek.Centripetalni pospešek lahko povzroči katera koli sila, ki telo potrebuje za opis a krožna pot, tako kot v primeru Zemljine orbite okoli Sonca, je v tem primeru sila, ki Zemljo drži v orbiti, gravitacijska sila, ki jo izvaja sonce, in centripetalni pospešek, ki ga proizvaja, je narave gravitacijski.
Centripetalni pospešek, ki je posledica gibanja Zemlje glede na Sonce, lahko izračunamo z naslednjo enačbo:
Thecp - centripetalni pospešek (m / s²)
v - hitrost (m / s)
R - polmer krivulje (m)
Zemeljsko prevajalsko gibanje
Analizirajmo prevajalsko gibanje Zemlje, zato bomo naredili nekaj razumnih približkov, da bomo ocenili velikost centripetalnega pospeška, ki mu je Zemlja podvržena:
Najprej bomo upoštevali, da je polmer zemeljske orbite konstanten, nazadnje pa bomo rekli, da se njegova translacijska hitrost vzdolž orbite ne spreminja.
Predvidevali bomo, da je povprečna razdalja med Zemljo in Soncem 149.600.000 km (1.496,1011 m)
Predvidevali bomo, da je hitrost prevajanja Zemlje približno 30.200 m / s (30.2.104 m / s ali 108.000 km / h)
Zgoraj omenjene vrednosti bomo uporabili za izračun centripetalnega pospeška s formulo, prikazano zgoraj:
V primerjavi z zemeljsko gravitacijo, ki znaša približno 9,8 m / s², je centripetalni pospešek, ki ga povzroči prevajalsko gibanje, zelo majhen: 0,006 m / s², približno 1600-krat manjši. Na podlagi Newtonovega drugega zakona bi bilo na 100-kilogramsko telo, ki je izpostavljeno temu pospeševalnemu modulu, sila 0,6 N.
Poglejtudi: Voda se v zemeljskih poloblah ne spušča v različne smeri!
Gibanje vrtenja zemlje
Poleg gibanja okoli Sonca Zemlja izvaja tudi a revolucija okoli lastne osi vsako obdobje približno 24 ur. Zaradi tega smo izpostavljeni centripetalnemu pospešku, ki ga povzroča rotacijsko gibanje.
Poleg tega je glede na enačbe krožnega gibanja, dlje ko smo od Zemljine osi vrtenja, večja je naša Tangencialna hitrost: na primer v Ekvadorju tangencialna hitrost presega 1600 km / h, medtem ko je na polih ta hitrost praktično nič.
To gibanje je bilo dokazano s čudovitim poskusom: Foucaultovo nihalo. Poskusno ureditev je sestavljal kovinski globus, povezan s 67 m dolgim kablom, ki je bil pritrjen na strop. Če se Zemlja ne bi vrtela okoli sebe, bi moralo nihalo vzdrževati nespremenljivo nihajno ravnino, kar pa se ni zgodilo zaradi centripetalne sile, ki jo povzroča rotacijsko gibanje.
Foucaultovo nihalo se uporablja za prikaz rotacijskega gibanja Zemlje.
Če upoštevamo, da je povprečni polmer Zemlje 6371 km (6.371,106 m) in da je tangencialna hitrost na točki na Zemljinem ekvatorju 1675 km / h (465,3 m / s), pospešek 0,03 m / s²:
Zakaj se Zemlja vrti?
Zaradi česar Zemlja vzdržuje svoje rotacijske gibe okoli sebe in okoli Sonca je ohranitevčaskotna. Kotni moment je a fizična količina ki meri količino gibanja, povezanega z vrtenjem, in obstaja fizikalno načelo, ki pravi, da v odsotnosti zunanjih sil je treba vzdrževati količino kotnega momenta sistema. konstanten.
Zahvaljujoč ogromni razdalji do drugih zvezd je sončni sistem mogoče približati sistemzaprto (čeprav ni), saj so sile, ki jih na nas izvajajo druga nebesna telesa, veliko manjše od sile, ki jo izvajajo bližnji planeti in sonce samo.
Tako se domneva, da je planete in asteroide, ki so tvorili sončni sistem, zajela Sončeva gravitacija, medtem ko je prostor prevajala z veliko hitrostjo in začela krožiti okoli njega. Enkrat v vesolju ni disipativnih silPodobno kot trenje tudi hitrost Zemlje glede na Sonce ostane nespremenjena nekaj milijonov let in se spremeni le, če se spremeni polmer zemeljske orbite.
Možen vzrok rotacijskega gibanja Zemlje okoli sebe je povezan z gravitacijskim navorom. Verjame se, da je sila, ki jo izvajajo Sonce in drugi planeti, povzročila, da je Zemlja delovala navor (trenutki sile) in pridobi rotacijsko gibanje.
Poleg te hipoteze obstajajo znaki, da je pred nekaj milijardami let Zemlja trčila v a zelo velik asteroid, ki poraja Luno in ji daje veliko gibanja rotacijski.
Kljub brez disipativnih sil v vesolju, ko se Zemlja obrne nase, velike množice vode, ki spremljajo njeno vrtenje, najdejo ovire, platforme in velik odpor proti njenemu gibanju, zaradi česar se rotacijsko gibanje Zemlje zmanjšuje s hitrostjo 2 milisekundi na stoletja (0,002 s). Z drugimi besedami: naši dnevi se bodo podaljšali.
Jaz, Rafael Helerbrock
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/por-que-nao-sentimos-terra-girar.htm
