地球在自轉,一般我們感覺不到,可如果我們站在極點之上呢?

2020-12-02 騰訊網

絕對的靜止在宇宙中是不存在的,宇宙間所有的物質都處於或快或慢的運動之中,當然也包括我們的地球。

對於一個物體而言,它的運動又是相對的,要指出一個物體的運動方式就必須要首先選定一個參考系。比如我們說一架處於飛行狀態的飛機在運動,此時我們是以地面為參考系而做出的描述,反過來,如果我們以飛機作為參考系,也可以說地面正處於相反方向的運動之中。

在科學尚未誕生的歲月裡,人類無法認識到物質的本質,也無法對運動產生正確的理解,所以在很長的一段時期裡,人類都認為地球是靜止不動的。「天圓地方」是中國自古以來對天地的認知,這種認知滲透於中國文化的方方面面,圍棋的設計就很明顯的體現出了這一點。

隨著文明的進步和科學的誕生,人們發現地面並不是平的,一直以來我們所賴以生存的大地其實是個球。

而且這個球還很不安分,它不是靜止的,它一直在運動,既自轉又公轉。也就是說一直以來所看到的日月更迭和星辰變幻,並不是這些宇宙天體在圍繞地球運動,而是地球本身在運動,只不過在我們以地球為參考系的情況下誤以為它們在運動罷了。

地球自轉的角速度約為每小時15度左右,完成一周的自轉需要23小時56分4秒,也就是我們所說的一天。從角速度來看,地球的自轉是很慢的,但從線速度來看又顯得很快。由於緯度和地形的關係,不同的地方自轉的線速度是不同的,地球自轉線速度公式為:V=COSθ*(R+h)*2π/T。

根據地球某點自轉線速度的公式計算得出地球上自轉線速度最快的地方是南美洲的科託帕希火山,約為每秒鐘464.1米。

而世界最高峰珠穆朗瑪峰的自轉線速度為每秒鐘411.2米。每秒鐘400多米的速度的確是很快,可我們即使身處那裡依然感覺不到地球的自轉,因為地球太大了。正因如此,千百年來人類都沒有意識到腳下的這片大地是會動的。

這裡有個有趣的問題,雖然在地球上大多數的地方是無法感覺到地球自轉的,但是如果我們站在極點之上又會如何呢?既然地球在自轉,那麼就有一個自轉軸,而自轉軸與地球兩極接觸的地方就是極點,也就是我們常說的北極點和南極點。理論上講,地球的極點處應該是處於原地旋轉狀態的,那麼在這裡我們是否能夠感覺到地球的自轉呢?

站在地球極點之上自然也就不存在線速度了,此時唯一能夠讓我們感受到運動的就是地球自轉的角速度。

地球自轉的角速度約為每小時15度,也就是說每分鐘約為0.25度,如此微小的變化,即使我們處於極點之上,也是很難感受到的。而且要感受到地球的自轉運動就必須要有一個參考系,而極點周圍所有的景致都是隨地球一同運動的,這一點也阻礙了我們感知地球的自轉。

等到夜晚的時候,如果你有足夠的耐心,在極點處仰望星空,以滿天星辰作為參考系,那麼花上一些時間是能夠感知到地球自轉的,不過由於地球自轉的角速度實在是太慢了,所以這種感知也僅限於理性上,對地球運動實實在在的感覺是不會出現的。其實,要想在地球上確認地球的自轉並非難事,早在1851年就出現了一個簡單的實驗可以證明這一點。

萊昂·傅科,一名法國的物理學家,發明了一個簡單的裝置傅科擺,這個精巧的裝置可以通過簡單的物理學原理來證實地球的自轉。

簡單來講,傅科擺就是一個擺錘,在設計上儘量減小摩擦阻力,使這個擺錘能夠自行擺動很長的時間。根據慣性定律,擺錘擺動的空間方向是不會發生改變的,也就是說擺錘擺動的方向並不會追隨地球自轉的方向而發生變化,基於這一點,一段時間之後就可以看出擺錘擺動的平面相對於地表發生了轉動。

在北半球,擺錘的擺動平面的轉動方向是順時針的,而到了南半球,擺錘的擺動平面就會逆時針轉動。如果將傅科擺放置到南北極點上,那麼擺動平面就會轉動形成一個圓,這個圓的形成周期為23小時56分4秒,也就是地球自轉一周的時間。

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  • 為什麼我們感覺不到地球在運動呢
    地球和所有天體都在高速運動,為什麼我們感覺不到呢? 事實上,只要使用一個小彈簧天平或傅科擺,地球高速旋轉的現象就能被充分揭示出來。傅科擺是直觀的,但難以理解。彈簧秤更容易理解,也更直觀。 傅科擺是由地球自轉的科裡奧利力引起的一種現象,它圍繞振蕩中心旋轉。
  • 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?
    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。
  • 一個人站在地球南北極點時,是不是一直在轉圈,能不能感覺到?
    人站在地球上,因為地球時時刻刻都在自轉,所以人也就隨著地球一起自轉了,不過在地球的不同緯度地區,自轉的線速度是不一樣的,在低緯度地區,線速度大,在高緯度地區,線速度小,而在南北極點的時候,自轉線速度為零,但是自轉的角速度無論在地球的哪個地方都是一樣的,不過我們感覺不到。
  • 地球無時無刻不在運動,為什麼我們卻感覺不到?感覺不到就對了
    由於萬有引力在宇宙中普遍存在,因此宇宙中的各種天體都是高速運轉的,同樣,地球的自轉和公轉速度也是非常快的,那麼為什麼身處其中的我們卻感受不到地球的運動呢?就拿自轉角度速度來說吧,地球每4分鐘才能轉1度,這樣的角度變化只有生活在宇宙中的巨人才能明顯看出來,生活在地球上的渺小的人類根本無法感覺得到。至於公轉角速度就更慢了,地球一天就自轉一圈,但是要花一年時間公轉,所以說,我們連自轉角速度都沒辦法感受出來,更不用說更慢的公轉角速度了。
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  • 地球旋轉速度那麼快,為什麼我們感覺不到?
    地球自轉速度超過1400公裡/小時,為什麼我們看不出地球在旋轉? 據我所知,地球的自轉速度超過1400公裡/小時,但我們至今還沒有看到任何顯示地球自轉的視頻。我知道地球軌道內的物體會保持類似的速度,但為什麼我們卻看不到地球旋轉呢?到底是什麼原因呢?
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    我們都知道,地球無時無刻都圍繞著太陽公轉,同時地球也在自轉。可是地球上的我們為什麼感受不到地球在轉動呢?我們自身雖然感覺不出,但是可以根據身邊的環境事物來判斷這一現象是否一直存在。拿地球自轉的速度來說,您目前大約在以四百米/秒的速度旋轉,那你為什麼感覺不到呢?
  • 為什麼我們感覺不到地球的轉動?
    地球每24小時自轉一次,在赤道附近,其自轉速度約為每小時1600公裡。地球帶你圍繞著恆星在一個巨大的圓圈裡晝夜旋轉,但你感覺不到它的轉動。因為你和其他一切事物(包括地球的海洋和大氣)與地球以相同的恆定速度一起旋轉。只有當地球突然停止旋轉,我們才會感覺到。就像乘坐在一輛快速行駛的車上,忽然有人踩剎車一樣!
  • 地球自轉466米/秒,為什麼在地球上感覺不到地球在轉?
    地球就是繞著太陽在公轉的,公轉周期大概是365天左右,也就是1年。同樣地,其實太陽也在繞著銀河系的質心公轉。太陽的公轉速度大概是240千米/秒,公轉的周期大概是2.5億年。同樣地,銀河系也並非是不動的,銀河系也在繞著本星系群的質心運動,速度大概是千米/秒。
  • 地球自轉我們沒感覺?生活這幾個現象可表現,第四個你絕對見過
    地球自轉我們沒感覺?生活這幾個現象可表現,第四個你絕對見過日升日落,白晝和黑夜的交替。很多人都會感慨,這一天又過去了。為什麼會出現這種情況,我想大家都知道,這是因為地球的自轉形成的。那既然是在轉圈圈,我們就站在地球上,為什麼一點感覺都沒有呢?該幹嘛幹嘛,沒有自己轉圈圈的那種眩暈感。這是因為對於我們來說地球太大了,但其實,想要判斷地球在自轉,生活這幾個現象可表現,第四個你絕對見過。第一,晝夜交替其實最直觀感受到地球自轉的就是,白天和黑夜的交替。白天就要工作學習,晚上就要休息睡覺。
  • 為什麼我們感覺不到地球自轉?其實生活中這5種現象都可以體現
    坐地日行八萬裡,巡天遙看一千河,這句話非常生動的概括了地球自轉現象。既然地球自轉這麼快,為什麼我們一點感覺不到?答案很簡單,因為我們也在跟隨自轉,和地球相對速度為零,因為慣性感覺不出來。本期節目我們給大家介紹一下生活中哪些景象可以證明地球在自轉。
  • 其他星球都會自轉,為什麼感覺不到月球的自轉?
    宇宙中幾乎沒有不自轉的天體,月球也不例外,之所以我們看不到月球自轉,是因為我們站在了地球上觀測月球。潮汐鎖定月球其實也會自轉,只不過它的自轉周期和公轉周期一致,所以我們感覺不到月球在自轉。我們之所以發現不了月球自轉,是因為月球已經被潮汐鎖定,始終以固定一面朝著地球,以至於我們發現不了它們的自轉。月球引力不只是地球引力能夠減慢月球的速度,月球的引力也能減慢地球的自轉速度。
  • 為什麼人類在轉速達到466米每秒的地球上,感覺不到頭暈呢?
    我相信大家都知道地球自轉的速度是466米每秒,當然不知道也沒有關係,今天小編就跟大家普及一下。我們人類在自轉速度如此快的地球上活動,為什麼感覺不到暈呢?其實地球自轉速度只有在靠近赤道上才是466米每秒,隨著維度的增加這個速度就會變小,我們人類雖然感覺不到地球的自轉,但是太陽每天日出日落就說明了地球是在轉動的。
  • 地球明明一直在轉動,為什麼我們感覺不到?是因為它轉得太慢嗎?
    各位小夥伴們大家好,歡迎來到科學大白的世界,今天讓我們一起走近地球,探索它和相對運動之間的奧秘吧。我們都知道,地球不停地自轉和繞著太陽公轉,一直在運動著。但為什麼我們生活在地球上,卻感覺不到它的轉動呢?當我們站在某個地方,就感覺地球好像是靜止的,這是為什麼?
  • 地球明明一直在轉動,為什麼我們感覺不到?是因為它轉得太慢嗎?
    各位小夥伴們大家好,歡迎來到科學大白的世界,今天讓我們一起走近地球,探索它的奧秘吧。我們都知道,地球不停地自轉和繞著太陽公轉,一直在運動著。但為什麼我們生活在地球上,卻感覺不到它的轉動呢?當我們站在某個地方,就感覺地球好像是靜止的,這是為什麼?難道是因為地球的轉速太慢?