
家东说念主们,咱今天来开个脑洞!如果咱在大地上方 100 米悬空不动,就这样静静地待着,12 小时之后,会不会就神奇地到达地球的另一边了呢?
乍一听,好像有点预料哦。地球一直在自转,咱们腾空了,不就不错解脱大地的经管,等着地球转半圈,把咱们送到地球另一边了吗?如果然这样浮浅,那环游宇宙可就太容易啦,坐个热气球飘在空中,睡一觉就到地球另一边了,想想都认为刺激!但事情真有这样浮浅吗?
地球自转,等于地球绕自转轴自西向东的动掸 ,从北顶点上空看呈逆时针旋转,从南顶点上空看呈顺时针旋转,像一个不知疲困的舞者,永不休歇。地球自转的平均角速率为 4.167×10⁻³ 度 / 秒,在地球赤说念上的自转线速率更是达到了 465 米 / 秒,是不是超等快?而地球自转一周耗时 23 小时 56 分 4 秒,咱们频繁说的一天 24 小时,其实是地球自转加上公转的时期 。
伸开剩余78%地球自转对咱们的生计有着深入的影响。它带来了日夜轮流,让咱们有了白昼的死力和夜晚的休憩,就像大当然设定的作息时期表。也产生了场地时,不同经度地区的时期不同,当咱们这边是早晨,地球另一端可能已是夜幕来临。沿地表水平理解的物体还会发生偏转,在北半球水平物体偏向右方,南半球偏向左方,这一时势在大气环流、洋流等方面都有着迫切的体现 。
再来了解以下惯性作用。
投降大家在生计中都有过这样的体验:乘坐汽车时,如果汽车一忽儿刹车,咱们的体魄会不由自主地上前倾;而当汽车一忽儿运转,咱们又会往后仰。这等于惯性在起作用,惯性是物体保合手原有理解情景的性质,是物体的固有属性 。
当咱们在大地上方 100 米悬空不动时,其实就像在一辆高速行驶的汽车里跳起来一样。
固然汽车在上前跑,但咱们跳起来后,照旧会落在原来的位置,这是因为咱们具有和汽车疏导的速率,在跳起的历程中,水通常进取莫得外力改换咱们的理解情景,是以咱们会跟着汽车一说念前进 。相通的预料,咱们底本和地球一说念在动掸,当咱们悬空时,由于惯性,咱们照旧会保合手和地球疏导的动掸速率,在水通常进取和地球相对静止,并不会因为地球的自转而到达地球的另一边 。
上头咱们从惯性的角度作念了露出,不外,如果飞腾到更深线索,就会发现这个问题本人荫藏着一个迫切的物理学旨趣 —— 伽利略相对性旨趣,这关联词爱因斯坦狭义相对论的基本前提之一 。
让咱们回到 17 世纪,那时天体裁界正浓烈争论着地心说和日心说 。辅助哥白尼学说的东说念主主宗旨球在理解,而珍重亚里士多德 - 托勒密体系的东说念主则坚合手地静说。地静派建议了一个看似难以反驳的旨趣:如果地球在高速理解,为什么大地上的东说念主小数都嗅觉不出来呢?这个问题在那时引起了山地风云,也成为了科学发展说念路上的一个迫切挑战 。
1632 年,伟大的物理学家伽利略在他的名著《对于托勒密和哥白尼两大宇宙体系的对话》中,通过一个奥秘的例子 ——“萨尔维蒂的大船”,对这个问题作念出了精彩的回复 。
设想一下,你和一些一又友被关在一条大船船面下的主舱里,舱内有几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫,还有一只巨流碗,内部游着几条鱼,头顶挂着一个水瓶,水一滴一滴地滴到底下的宽口罐子里 。当船停着不动时,你会看到小虫以等速向舱内各标的遨游,鱼向各个标的能够游动,水点滴进罐子里,你把东西扔给一又友,向各个标的用劲都一样,双脚皆跳,向各个标的跳过的距离也特别 。
接下来,当船以任何速率匀速前进,且不忽左忽右舞动时,你再仔细不雅察,会惊羡地发现,所有这些时势涓滴莫得变化 。你无法从其中任何一个时势来判断船究竟是在理解照旧停着不动 。即使船理解得相等快,你在进取时,照旧会和往日一样,在船底板上跳过疏导的距离,跳向船尾和跳向船头的距离莫得远离 。你扔东西给同伴,也不需要用更多的力 。水点照旧会滴进底下的罐子,不会滴向船尾 。鱼在水中游动也和之前一样满足,苍蝇和蝴蝶连接能够地到处遨游,不会向船尾联接 。
从这个例子中,咱们不错回来出伽利略相对性旨趣:在职何惯性系中,经典力学定律的数学方式不变,所有惯性系都是等价(平权)的 。这里的惯性系,浮浅来说,等于作念匀速直线理解的参考系 。固然地球名义骨子上在作念圆周理解,不是严格真谛上的惯性系,但由于地球自转的加快度尽头小,何况地球很大,咱们相关的地球上的物体相对地球来说很小,是以在一定进程上不错强迫把地球名义看作念惯性系 。
把柄伽利略相对性旨趣,咱们就能很好地露出为什么在大地上方 100 米悬空不动,12 小时后不会到达地球另一边了 。因为地球不错类似看作惯性参考系,当咱们悬空时,咱们和地球处于并吞个惯性系中,相对于大地的速率照旧是 0 。在莫得其他外力作用的情况下,咱们的位移和大地疏导欧洲杯体育,也等于和大地相对静止 。如果咱们会到达地球另一边,那就相等于咱们离别出了 “匀速理解的地球” 和 “静止的地球” 的区别,这与惯性系平权的原则是不符的 。
发布于:辽宁省