เธอเคยสงสัยบ้างไหม ทำไมเราไม่รู้สึกว่าโลกหมุน? โลกมีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนหลายอย่าง: มันแปลรอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วมากกว่า 100,000 กม./ชม. ในวิถีวงรี โลกยังหมุนด้วย รอบแกนของมันเองด้วยความเร็วที่สูงกว่า 1600 กม./ชม. ในภูมิภาคเอกวาดอร์ นอกจากนี้ มันยังทำการเคลื่อนที่แบบ precession ที่ช้าซึ่งเกิดจากแรงบิด ให้ แรงโน้มถ่วง กระทำโดยดวงอาทิตย์และดวงจันทร์
ดูยัง:เกิดอะไรขึ้นถ้าโลกหยุดหมุน?
ทำไมเราไม่รู้สึกว่าโลกหมุน?
เพื่อตอบคำถาม เราต้องใส่ใจกับข้อเท็จจริงต่อไปนี้ก่อน: ไม่รู้สึกถึงความเร็ว แต่ความเร่ง. ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณอยู่ในรถไฟลอยแม่เหล็ก โดยที่หน้าต่างปิดและด้วยรางที่ดี กันเสียง คุณจะไม่สามารถบอกได้ว่าคุณกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าใด หรือแม้แต่สังเกตการเคลื่อนไหว จากรถไฟ
นี่เป็นเพราะคุณและรถไฟเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน อย่างไรก็ตาม หากรถไฟเร่งหรือเบรก คุณจะสังเกตเห็นว่าร่างกายของคุณถูก "เหวี่ยง" ไปข้างหน้าหรือข้างหลัง พฤติกรรมของสสารนี้เรียกว่า ความเฉื่อย และอธิบายกฎข้อที่ 1 ของนิวตัน
ในขณะที่เราไม่รู้สึกถึงความเร็ว แต่ อัตราเร่งความสามารถในการสัมผัสถึงการเคลื่อนที่ของโลกหมายถึงความสามารถในการรับรู้ความเร่งที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของมัน ความเร่งนี้ที่มีอยู่บนโลกนี้เนื่องจาก
แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นๆแต่ที่เราไม่สามารถรู้สึกได้ก็คือ ความเร่งสู่ศูนย์กลาง.ความเร่งสู่ศูนย์กลางสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยแรงใดๆ ที่ร่างกายใช้เพื่ออธิบาย a เส้นทางวงกลมในกรณีของโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในกรณีนี้ แรงที่ทำให้โลกอยู่ในวงโคจรคือ แรงโน้มถ่วงที่กระทำโดยดวงอาทิตย์และความเร่งสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากดวงอาทิตย์นั้นเกิดจากธรรมชาติ แรงโน้มถ่วง
ความเร่งสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของโลกสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์สามารถคำนวณได้จากสมการต่อไปนี้
cp – ความเร่งสู่ศูนย์กลาง (m/s²)
วี – ความเร็ว (ม./วินาที)
R – รัศมีของเส้นโค้ง (ม.)
การเคลื่อนไหวการแปลของโลก
มาวิเคราะห์การเคลื่อนที่เชิงแปลของโลกกัน เพื่อการนั้น เราจะทำการประมาณที่สมเหตุสมผลเพื่อประเมินขนาดของความเร่งสู่ศูนย์กลางที่โลกอยู่ภายใต้:
ประการแรก เราจะพิจารณาว่ารัศมีของวงโคจรของโลกคงที่ และในที่สุด เราจะบอกว่าความเร็วการแปลไม่เปลี่ยนแปลงไปตามวงโคจร
เราจะสมมติว่าระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์คือ 149,600,000 กม. (1,496.1011 ม.)
เราจะถือว่าความเร็วในการแปลของโลกอยู่ที่ประมาณ 30,200 m/s (30.2.104 m/s หรือ 108,000 km/h)
เราจะใช้ค่าที่กล่าวข้างต้นในการคำนวณความเร่งสู่ศูนย์กลางด้วยสูตรที่แสดงด้านบน:
เมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วงของโลกซึ่งอยู่ที่ประมาณ 9.8 ม./วินาที² ความเร่งสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของการแปลนั้นน้อยมาก: 0.006 ม./วินาที² ซึ่งเล็กกว่าประมาณ 1600 เท่า ตามกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน วัตถุ 100 กก. ที่อยู่ภายใต้โมดูลัสความเร่งนี้จะได้รับแรง 0.6 นิวตัน
ดูยัง: น้ำไม่ไหลลงมาในทิศทางต่างๆ ในซีกโลก!
การเคลื่อนที่ของการหมุนของโลก
นอกจากการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์แล้ว โลกยังทำหน้าที่ a ปฏิวัติรอบแกนของตัวเอง ทุกช่วงเวลาประมาณ 24 ชม. สิ่งนี้ทำให้เราอยู่ภายใต้ความเร่งสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากการเคลื่อนที่แบบหมุน
นอกจากนี้ ตามสมการการเคลื่อนที่แบบวงกลม ยิ่งเราอยู่ห่างจากแกนหมุนของโลกมากเท่าใด ความเร็วในแนวดิ่ง: ตัวอย่างเช่น ที่เอกวาดอร์ ความเร็วสัมผัสเกิน 1600 กม./ชม. ในขณะที่ที่ขั้วโลก ความเร็วนี้ในทางปฏิบัติจริง เป็นโมฆะ
การเคลื่อนไหวนี้ได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองที่สวยงาม: the ลูกตุ้มของฟูโกต์. การจัดทดลองประกอบด้วยลูกโลกโลหะที่เชื่อมต่อกับสายเคเบิลยาว 67 ม. ซึ่งติดอยู่กับเพดาน ถ้าโลกไม่หมุนรอบตัวเอง ลูกตุ้มจะต้องรักษาระนาบการแกว่งคงที่ ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงสู่ศูนย์กลางที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของการหมุน
ลูกตุ้มของฟูโกต์ใช้เพื่อสาธิตการเคลื่อนที่แบบหมุนของโลก
หากเราคำนึงว่ารัศมีเฉลี่ยของโลกอยู่ที่ 6371 กม. (6,371.106 ม.) และความเร็วในแนวสัมผัสที่จุดบนเส้นศูนย์สูตรของโลกคือ 1675 กม./ชม. (465.3 ม./วินาที) ความเร่ง 0.03 ม./วินาที²:
อะไรทำให้โลกหมุน?
สิ่งที่ทำให้โลกยังคงหมุนรอบตัวเองและรอบดวงอาทิตย์คือ การอนุรักษ์เวลาเชิงมุม. โมเมนตัมเชิงมุมคือ a ปริมาณทางกายภาพ ซึ่งวัดปริมาณการเคลื่อนที่ที่เกี่ยวข้องกับการหมุนและมีหลักการของฟิสิกส์ว่า physics ในกรณีที่ไม่มีแรงภายนอก จะต้องรักษาปริมาณโมเมนตัมเชิงมุมของระบบไว้ คงที่
ต้องขอบคุณระยะห่างมหาศาลจากดาวดวงอื่น ทำให้ระบบสุริยะเข้าใกล้ a. มากขึ้น ระบบปิด (แม้ว่าจะไม่ใช่ก็ตาม) เนื่องจากแรงที่กระทำโดยวัตถุท้องฟ้าอื่นบนตัวเรานั้นเล็กกว่าแรงที่กระทำโดยดาวเคราะห์ใกล้เคียงและดวงอาทิตย์มาก
ดังนั้น เชื่อกันว่าดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยที่ก่อตัวระบบสุริยะถูกจับโดยแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ขณะแปลอวกาศด้วยความเร็วสูงและเริ่มโคจรรอบมัน ครั้งหนึ่ง ไม่มีแรงกระจายในอวกาศเช่นเดียวกับการเสียดสี ความเร็วของโลกที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์จะคงที่เป็นเวลาสองสามล้านปี และจะเปลี่ยนแปลงก็ต่อเมื่อรัศมีของวงโคจรของโลกเปลี่ยนแปลงเท่านั้น
สาเหตุที่เป็นไปได้ของการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบตัวเองของโลกนั้นเกี่ยวข้องกับแรงบิดโน้มถ่วง เชื่อกันว่าแรงที่กระทำโดยดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่นทำให้โลกได้สัมผัสกับการกระทำของ แรงบิด (โมเมนต์ของแรง) และรับการเคลื่อนที่แบบหมุน
นอกจากสมมติฐานนี้แล้ว ยังมีข้อบ่งชี้ว่าเมื่อไม่กี่พันล้านปีก่อนโลกชนกับ a ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่มาก ทำให้เกิดดวงจันทร์และเคลื่อนที่เป็นจำนวนมาก การหมุน
ทั้งๆ ที่ ไม่มีแรงกระจัดกระจาย ในอวกาศ เมื่อโลกเปิดตัวเอง น้ำจำนวนมหาศาลที่มากับการหมุนของมันพบอุปสรรค ชานชาลา และต้านทานการเคลื่อนที่ของมันอย่างมาก ทำให้การเคลื่อนที่ของการหมุนของโลกลดลงในอัตรา 2 มิลลิวินาทีต่อ ศตวรรษ (0.002 วินาที) กล่าวอีกนัยหนึ่ง: วันของเราจะยาวนานขึ้น
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/por-que-nao-sentimos-terra-girar.htm
