Ви коли-небудь замислювались чому ми не відчуваємо, як повертається земля? Земля виконує кілька складних рухів: вона перекладається навколо Сонця зі швидкістю більше 100 000 км / год, по еліптичній траєкторії вона також обертається в навколо власної осі зі швидкістю понад 1600 км / год в регіоні Еквадору, крім того, він здійснює повільний прецесійний рух, викликаний крутним моментом дає сила тяжіння здійснюється Сонцем і Місяцем.
Дивисьтакож:Що, якби Земля перестала обертатися?
Чому ми не відчуваємо обертання Землі?
Щоб відповісти на запитання, спочатку слід звернути увагу на такий факт: відчуваю не швидкість, а прискорення. Наприклад: якщо ви знаходитесь у поїзді з магнітною левітацією, із закритими вікнами та в приміщенні звукоізолюючи, ви не зможете визначити, з якою швидкістю рухаєтесь, або навіть помітити рух від поїзда.
Це тому, що ви і поїзд рухаєтесь з однаковою швидкістю. Однак, якщо поїзд мав розганятись або гальмувати, ви помітили б, як ваше тіло «кидали» вперед або назад. Така поведінка матерії називається інертність і пояснюється 1-м законом Ньютона.
Оскільки ми відчуваємо не швидкість, а швидкість прискорення, здатність відчувати рух Землі відноситься до здатності сприймати прискорення, пов’язане з її рухом. Це прискорення, яке існує тут на Землі завдяки сила притягання сонця та інших зірок, але те, що ми не здатні відчувати, це свого роду доцентрове прискорення.
Доцентрове прискорення може створюватися будь-якою силою, яка вимагає від тіла опису а круговий шлях, як у випадку орбіти Землі навколо Сонця, в цьому випадку силою, яка утримує Землю на орбіті, є гравітаційна сила, яку чинить Сонце, і доцентрове прискорення, яке воно виробляє, є природою гравітаційне.
Доцентрове прискорення, яке виникає внаслідок руху Землі відносно Сонця, можна обчислити за таким рівнянням:
cp - доцентрове прискорення (м / с²)
v - швидкість (м / с)
Р. - радіус кривої (м)
Перекладацький рух Землі
Давайте проаналізуємо поступальний рух Землі, для цього зробимо кілька розумних наближень для того, щоб оцінити величину доцентрового прискорення, якому підлягає Земля:
По-перше, ми будемо вважати, що радіус земної орбіти постійний, і нарешті скажемо, що його поступальна швидкість не змінюється вздовж орбіти.
Будемо вважати, що середня відстань між Землею і Сонцем становить 149 600 000 км (1 496,1011 м)
Будемо вважати, що швидкість перекладу Землі становить приблизно 30 200 м / с (30.2.104 м / с або 108000 км / год)
Ми використовуватимемо згадані вище значення для обчислення доцентрового прискорення за формулою, наведеною вище:
Порівняно з гравітацією Землі, яка становить приблизно 9,8 м / с², доцентрове прискорення, яке створюється рухом перекладу, дуже мало: 0,006 м / с², приблизно в 1600 разів менше. Виходячи з 2-го закону Ньютона, на 100-кілограмове тіло, на яке діє цей прискорювальний модуль, буде діяти сила 0,6 Н.
Дивисьтакож: Вода не опускається в різні боки в півкулях Землі!
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Рух обертання Землі
Окрім руху навколо Сонця, Земля також виконує а обертання навколо власної осі кожний період приблизно 24 год. Це змушує нас піддаватися доцентровому прискоренню, яке створюється обертальним рухом.
Крім того, згідно з рівняннями кругового руху, чим далі ми знаходимось від осі обертання Землі, тим більший наш Тангенціальна швидкість: наприклад, в Еквадорі тангенціальна швидкість перевищує 1600 км / год, тоді як на полюсах ця швидкість практично нуль.
Цей рух було доведено прекрасним експериментом: Маятник Фуко. Експериментальна композиція складалася з металевого глобуса, з'єднаного з кабелем довжиною 67 м, який був прикріплений до стелі. Якби Земля не оберталася навколо себе, маятник повинен був би підтримувати фіксовану площину коливань, чого не сталося через доцентрову силу, що створюється обертальним рухом.
Маятник Фуко використовується для демонстрації обертального руху Землі.
Якщо взяти до уваги, що середній радіус Землі становить 6371 км (6 371,106 м) і що тангенціальна швидкість у точці, розташованій на екваторі Землі, становить 1675 км / год (465,3 м / с), прискорення 0,03 м / с²:
Що змушує Землю обертатися?
Що змушує Землю підтримувати свої обертальні рухи навколо себе і навколо Сонця, це збереженнячаскутова. Момент імпульсу становить a фізична кількість який вимірює кількість руху, пов’язаного з обертанням, і існує принцип фізики, який стверджує, що за відсутності зовнішніх сил величина кутового моменту системи повинна підтримуватися. постійний.
Завдяки величезній відстані до інших зірок, можна наблизити Сонячну систему до системазачинено (хоча це не так), оскільки сили, що діють на нас іншими небесними тілами, набагато менші, ніж сили, що діють на сусідні планети та саме Сонце.
Таким чином, вважається, що планети та астероїди, що утворили Сонячну систему, були захоплені гравітацією Сонця, переводячи космос з великою швидкістю, починаючи обертатись навколо нього. Одного разу в космосі немає дисипативних сил, як і тертя, швидкість Землі відносно Сонця залишається незмінною протягом декількох мільйонів років і змінюється лише за умови зміни радіуса орбіти Землі.
Можлива причина обертального руху Землі навколо себе пов'язана з гравітаційним моментом. Вважається, що сила, яку чинить Сонце та інші планети, змусила Землю відчути дію крутні моменти (моменти сили) і набувають обертального руху.
На додаток до цієї гіпотези є вказівки на те, що кілька мільярдів років тому Земля зіткнулася з дуже великий астероїд, що дає початок Місяцю і дає йому велику кількість рухів обертальний.
попри відсутність дисипативних сил в космосі, коли Земля звертається на себе, великі маси води, що супроводжують її обертання, знаходять бар'єри, платформи і великий опір її руху, в результаті чого обертальний рух Землі зменшується зі швидкістю 2 мілісекунди на століття (0,002 с). Іншими словами: наші дні будуть довшими.
Мені Рафаель Хелерброк
