地球自轉很快,赤道附近線速度甚至超越音速,如果停下來會怎樣?

2020-12-10 科學信仰

我們大部分人每天都處於高速移動之中,只不過我們並不自知罷了。

之所以說我們每個人都在高速運動,是因為我們腳下的大地一直處於運動之中,這就是地球的自轉。地球作為一顆行星,既有圍繞太陽的公轉,也有以自轉軸為中心的自轉,公轉產生四季,而自轉產生日夜。

地球自轉一周的時間為23小時56分4秒,我們將其化零為整,以此為據規定24小時為一天。那麼地球每24個小時自轉一周,這個速度到底有多快呢?讓我們用線速度來表示就能夠有切實的感受了。我們知道,地球是一個球體,所以在地球不同緯度之上,自轉的線速度是不一樣的。顯然,周長最長的赤道地區的線速度是最快的,在赤道地區,地球自轉的線速度甚至超越了音速。

赤道地區地球自轉的線速度約為每秒400米,而在標準大氣壓和15攝氏度的條件下的聲音傳播速度為每秒340米,顯然,赤道地區地球自轉線速度超越了音速。

這很有意思,也就是說如果我們站在赤道地區,我們就等於在以超音速的速度運動,而我們卻不會有絲毫的感覺。不過沒有感覺並不等於沒有影響,我們雖然感覺不到地球自轉,但地球的自轉卻實實在在影響著我們。

我們知道一個物體在旋轉的時候,會產生離心力,而地球如此高速自轉,自然也會產生離心力,所以地球上的一切事物,包括你和我都受到了這個自轉所產生的離心力的影響。對於我們而言,這個離心力是向上的,是與地球引力方向相反的,也就是說地球自轉所產生的離心力使我們的重量減少了。

重量和質量實際上是兩個完全不同的概念。

質量是物體的內在屬性,在任何情況下,都是恆定不變的。而重量則不是,重量是指物體所受到的重力大小。簡單來講,在不同的星球上,人體所受的重力是不一樣的,在地球上是這麼重,而到了月球之上,測量的體重就會減輕,而如果處於太空之中則會出現失重的感覺。

地球自轉所產生的離心力抵消了一部分重力,所以就會使地球上所有的物體的重量出現下降,當然也包括你和我,如果地球停止了自轉,那麼你我所測得的體重一定會比現在重一些。那麼,問題來了,如果地球不再自轉,會產生多大的影響呢?失去了離心力必然導致我們所受的重力增加,那麼人會不會無法承受這種壓力呢?

地球自轉速度雖快,但其所產生的離心力對於人的影響並不是很大。

還是以赤道地區為例,在地球赤道附近所受的離心力是最大的,而這裡的離心力對於人體重量的影響也就大約1/200左右,也就是說即使地球停止了自轉,而我們又處於赤道地區,那麼我們的體重也不過只是增加了一斤而已,這和暴飲暴食一頓大餐之後所能夠增加的重量差不多。

可見,即使地球停止了自轉,我們也並不會因此而被壓死。除了理論之外,我們其實也可以用實驗來證明這一點。在一個自轉的球體之上,並不是所有的地方都會受到離心力的影響,不管球體轉速有多快,有一個區域是不會產生離心力的,這個區域就是球體的自轉軸。而且自轉軸有一部分位於球體的表面,那就是自轉軸的兩端。

對於地球而言,南北極點就是自轉軸的兩端,也就是說在南北極點是沒有離心力的。

所以我們可以把一個物體帶到南北極點去重新稱重,就會發現其重量只減少了約1/200左右。1/200的重量變化對於人體而言是沒有什麼影響的,但是卻可以利用這一點做一些其它的事情,比如你可以在南北極點購買黃金,然後再運到赤道去出售,在不考慮金價波動的情況下,可以產生0.5%的收益。當然了,除非是相當成規模的交易,否則所產生的收益可能不足以支付運費。

此外,再科普一下,我們一直所說的離心力其實並不是一種物理學的概念,因為在物理學中是沒有離心力這個概念的,而只有與之相對的向心力,而離心力的增加在物理學中應該表述為向心力的不足。#百家探索#

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