地球是漂浮在宇宙中不停地自转为啥却没有头朝下的感觉?
地球是个球形的,还不停的转动,为什么转到地球下面时,人不会掉下去呢?而且地球下面的人头朝下
能受得了么?地球为什么会浮在宇宙中,为什么不会掉下去
切记,日常生活的经验,向宇宙尺度拓展是需要极其谨慎的。因我们所生活的星球,只是这个宇宙沧海一粟的特例。
为什么地球会浮在宇宙里,不会往下掉?
在我们的生活中,受到行星引力的主导,引力充当重力。如果想要不往下坠,则需要一个和引力抗衡的力。然而,在宇宙中,天体往往环绕着更大天体结构的中心高速转动,引力不再充当重力而是充当向心力,所以会出现失重的现象。相信楼主也不陌生宇航员在太空中失重的状态。在宇宙中,处于失重状态的物体和区域,远远多于受重力主导的部分。
为什么地球本身会有引力?
在牛顿的力学体系里,引力是“万有”的,当时人类对世界的认知,只能知其然(有质量的物体之间彼此就有引力)却不能知其所以然,直到相对论的提出从更高的角度解释了引力。相对论认为,时空不是绝对的,而是会收到质量、速度产生扭曲。有质量的天体会是空间产生凹陷,于是两个有质量的物体,空间的凹陷之间会产生相互的吸引,这就是万有引力的来源。
其实我们在物理学曾经了解过,牛顿定律告诉我们,两个物体当地相等的时候它会保持两种状态,一个是匀速运动,一个是静止状态。其实,地球的状态和这个原理是差不多的。在宇宙之中地球也受着很强大的重力,不过他不是像我们人类方向一样向下坠落,它的重力来源是太阳对它的吸引力,所以它的向下方向其实是向着太阳,即使地球要往下坠落,那也是掉入太阳之中。
但是宇宙是一个非常奇妙的地方,虽然太阳对地球有很强大的吸引力,但是地球有一个自我保护机制,地球会通过环绕太阳做公转,并且通过自身的自转来产生一种力抵消掉太阳对它的强大引力。太阳与地球就在这样的力与力的搏斗之间形成了一种比较稳定的结构,于是太阳与地球之间就产生了两个拉格朗日点,地球也就有了春夏秋冬和日月更替。
同样的道理,八大行星它他们有着自身的转速和运转,八个行星之间相互吸引,相互作用,并且与太阳的强大吸引力产生共鸣,就这样形成了一个井然有序,又不会相互撞车的稳定力的结构。宇宙之中其实到处都是这样的,人类围绕着地球,地球围绕着太阳,太阳环绕着宇宙。但是谁又能够断定,宇宙之外没有日夏养花网其他的存在呢?偌大的一个宇宙,或许不一定就是凭借着它们相互之间的引力平衡来形成秩序。
因为对于地球而言,太阳的表面其实就如http://www.rixia.cc同“地面”,太阳对地球施加强大的引力作用,始终要把地球拽到太阳表面上。
然而,地球以一定速度环绕太阳做近似圆周运动,在此过程中产生的离心效应可以对抗太阳的引力,从而避免落到太阳表面上。这样看来,地球就像“悬浮”在宇宙中。同样的道理,人造卫星和月球以一定速度绕地球运动,也能避免被地球引力拽到地上。
另外,太阳系也会绕着银河系中心运动,从而避免掉入银心,地球并没有“浮在宇宙中,这只是由于引力的作用看不见摸不着而产生的一种错觉。我们置身于太阳中,相当于以太阳(或者地球)为一个不动的点在观察所有的行星,才会有一种这些行星为什么围着太阳转而不是掉进太阳里。
就像漂浮在天空中的错觉,事实上,对行星来说,太阳的引力(几乎)完全提供了向心力,所以行星可以一直自发持续的绕着太阳公转,就像是有人牵着一根绳子在甩小球一样,只要这个牵引的力还在,那么行星就一直可以绕着中心转动,而当我们把这个绳子提供的牵引力换成太阳的引力的时候,行星看起来就像是悬浮在宇宙中了。
拓展资料:地球简介:
1.地球(Earth)是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排为第三颗,也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星,距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转,同时围绕太阳公转。现有40~46亿岁, 它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。46亿年以前起源于原始太阳星云。
2.地球赤道半径6378.137千米,极半径6356.752千米,平均半径约6371千米,赤道周长大约为40076千米,呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的椭圆球体。地球表面积5.1亿平方公里,其中71%为海洋,29%为陆地,在太空上看地球呈蓝色。
3.地球内部有核、幔、壳结构,地球外部有水圈、大气圈以及磁场。地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一的天体,是包括人类在内上百万种生物的家园。
4.46亿年前,地球诞生了。地球演化大致可分为三个阶段。第一阶段为地球圈层形成时期,其时限大致距今4600至4200Ma。46亿年前诞生时候的地球与21世纪的大不相同。根据科学家推断,地球形成之初是一个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热的www.rixia.cc球。
5.随着时间的推移,地表的温度不断下降,固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质(岩石等)浮在地球表面,这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。
6.第二阶段为太古宙、元古宙时期。其时限距今4200-543Ma。地球自不间断地向外释放能量,由高温岩浆不断喷发释放的水蒸气,二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期大气层---原始大气。随着原始大气中的水蒸气的不断增多,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,再汇聚成雨水落入地表。就这样,原始的海洋形成了。
7.第三阶段为显生宙时期,其时限由543Ma至今。显生宙延续的时间相对短暂,但这一时期生物及其繁盛,地质演化十分迅速,地质作用丰富多彩,加之地质体遍布全球各地,广泛保存,可以极好的对其进行观察和研究,为地质科学的主要研究对象,并建立起了地质学的基本理论和基础知识。
8.人类科学家已经能够重建地球过去有关的资料。太阳系的物质起源于45.672亿60万年前,而大约在45.4亿年前(误差约1%),地球和太阳系内的其他行星开始在太阳星云——太阳形成后残留下来的气体与尘埃形成的。
9.地球经过1至2千万年的时间,大致上已经完全成形。从最初熔融的状态,地球的外层先冷却凝固成固体的地壳,水也开始在大气层中累积。月亮形成的较晚,大约是45.3亿年前,一颗火星大小,质量约为地球10%的天体(通常称为忒伊亚)与地球发生致命性的碰撞。
10.这个天体的部分质量与地球结合,还有一部分飞溅入太空中,并且有足够的物质进入轨道形成了月球。释放出的气体和火山的活动产生原始的大气层,小行星、较大的原行星、彗星和海王星外天体等携带来的水,使地球的水份增加,冷凝的水产生海洋。
11.新形成的太阳光度只有太阳的70%,但是有证据显示早期的海洋依然是液态的,这称为微弱年轻太阳谬论矛盾。温室效应和较高太阳活动的组合,提高了地球表面的温度,阻止了海洋的凝结。有两个主要的理论提出大陆的成长:稳定的成长到现代和在早期的历史中快速的成长。研究显示第二种学说比较可能,早期的地壳是快速成长的,随后跟着长期稳定的大陆地区。
12.在时间尺度上的最后数亿年间,表面不断的重塑自己,大陆持续的形成和分裂。在表面迁徙的大陆,偶尔会结成超大陆。大约在7.5亿年前,已知最早的一个超大陆罗迪尼亚开始分裂,稍后又在6亿至5.4亿年时合并成潘诺西亚大陆,最后是1.8亿年前形成的大陆。
参考资料:百度百科地球
要考虑物体‘掉’下来,要看谁对这个物体影响的力最大,像我们在地球上对物体产生最大的力就是地球的重力。所以,在地球上的物体只要没有支撑点或支sSvcNT持点,都会往下掉(地球表面),除非这个物体的速度在7.9km/s以上。
但是在宇宙中没有绝对的上、下、左、右。
而相对于地球,它的‘地上’就是太阳,不过由于地球本身公转的速度够快,所以才不掉在‘地上’(太阳表面乃至中心)。
首先我们把太阳对地球的影响力去掉的话,地球会朝着某个方向径直的飞出去(不考虑其他的力),而正是由于太阳对地球的引力,使得有了两个力对地球产生着影响(一个是自身总是往前运动的力,另一个是太阳对地球产生吸引力)这时只要根据力的合成(就个我们初中就学过了)就会知道了,当地球朝一个地方径直运动时,就会受到太阳引力的影响把它拖往太阳的方向运动,但是地球又会保持自身向前径直的运动,这时地球在运动时总是有两个力对它产生影响使得地球就总是以太阳为圆心呈圆周运动。
这就是为什么地球为什么没有‘往下掉’的原因
地球漂浮在宇宙中不停地自转,人类为什么从没有头朝下的感觉?
这是一个看起来很简单,因为用万有引力就能回答这个问题,但要说清楚却并不容易,值得由浅入深的来探讨一下这个司空见惯,却蕴含不少科学道理的问题。
万有引力定律
曾经亚里士多德很认真的考虑了这个问题,他认为物体分两种,一种轻物,一种是重物,轻物比如空气和火是轻性,天然的网上走!重物比如泥土、水等是重性,它们是会往下掉的。这很有道理啊,所以此后数千年时间里,居然没有人再去认真考虑过这个问题
时间走到了伽利略时代,他提出了验证这个轻性和重性的方式,一个向上走,一个向下走,绑在一起,上下综合一下,下落速度少一半喽,所以亚里士多德的结论就此破产。
万有引力定律认为,天体之间的引力与它们的质量积成正比,与距离的平方成反比,我们站在地球上,那么就适合距离为“零”的这种条件的设定,假如一个50千克的人站在地球上,那么他所受到的引力为多少呢?
F=G×地球质量×人体质量/地球半径的平方=490.261N的引力
这个与G=mg计算所得是一样的,因为这两个一个是计算引力,一个简便计算。因此我们可以将这种不太好理解的问题变成两个天体之间的引力,似乎会更容易理解一些,但两者之间的距离不是零哦,因为还存在地球的半径。
人类的视觉与前庭器官
刚上文我们交代了历史上对于重力的认知,以及万有引力的来历,那么光有这些够了吗?完全不够,因为人体是一个很复杂的系统,比如对于方位的的“传感器”就至少有两个:
前庭器官
视觉器官
前者是我们人类位置感知的首要器官,它包括半规管、椭圆囊和球囊,是人体对自身状态和头部空间位置的传感器,当运动方式改变时,前庭器官会给我们准确的反馈。
后者则为我们提供视野以及经验验证,两者互相协调时我们对自身空间所在位置判断准确,因此感觉舒适,当两者不协调时就会感觉不适,比如坐船或者坐车时,很多朋友的前庭器官感觉比较敏感,而视觉器官却得不到准确的位置信息,因此晕船或者晕车就成了必然。
为什么很多晕车的朋友自己开合就不晕车了呢?
其实这个很简单,因为他在驾车时对于操作已经有了心理准备,而眼睛接收到的信号感知与前庭器官的反馈是一致的,所以大部分晕车的朋友做司机时就不会晕车了。
站在地球的“下面”时候为什么也不会晕呢?
其实这点很容易理解,我们感觉到的方向从头开始到地心的,而我们视觉器官接受到的所有的景物也跟感觉一致,所以并不会有不适感。
有什么能够模拟引力
以大质量天体来“模拟”引力当然是最好的,但其实此时本来就是引力无需模拟,一般工程上我们会用圆周运动产生的“离心力”来模拟引力,原理很简单,但却有一点要注意,以为人体有个套视觉和前庭器官在“监督”这个“离心力”http://www.rixia.cc是否模拟的足够好,比如圆周运动的直径太小时,前庭器官感受到周围空间位置迅速变化,会有眩晕感,因此模拟重力的设备直径与转速很关键。
一般认为1.5-2周/分钟的速度旋转模拟的“离心力”会比较舒适,2.5-3周/分是上限,长期在这个转速下工作人员会比较容易疲劳,眩晕,如果超过3周/分钟则会极度不适,即使经过训练的飞行员,短时间没问题,但长时间会严重影响工作。
a为向心加速度,一般一半也差不多了(一半重力下工作还是比较舒适的),取值4.9m/s^2,w为弧度,每分钟2周,那么换算成弧度为:
720°/分=12.566371弧度(rad)/分=0.20943弧度/秒
那么R=111.75M
如果要实现0.5倍的向心力加速度,那么需要111米半径的环形工作站以每分钟2周的速度旋转,模拟出来的“离心力”是比较舒适的。
但很可惜我们的国际空间站整个结构也之后所需尺寸的一般(国际空间站最大尺寸也就110M左右,模拟需要222米直径),这也是国际空间站上无法满足这个模拟重力的原因,不过在未来也许将达到这个水平,我们非常期待。因为长期在失重条件下会影响人体各项机能。
引力和“离心力”的本质区别
用圆周运动产生的向心力来模拟引力可以欺骗前庭器官,但却骗不了科学,因为这两者有非常明显的区别,前者所谓的向心力(“离心力”)用电磁力驱动下的旋转所模拟的,并不属于四大基本力之一,而引力则是由质量弯曲时空所产生,它是属于四大基本力之一。
但引力在四种基本作用力中间是最小的,不过有一个好处是可以无限叠加,因此有无数基本呢粒子组成的地球的引力可以强大到留住大气层,创造出生命诞生的环境,最后让我们这帮唧唧哇哇研究人类为什么倒着站着地球“下面”也不会晕的这种话题,更可以继续长大成为像木星一样超级行星,或者恒星,甚至最后成为白矮星、中子星和黑洞,因为引力在这个宇宙中它处在上帝的角色,但它有一个黑暗界的对手:暗能量,在宇宙的头90亿年对决中,引力占了上风,但最近却是暗能量占了绝对优势,它的作用与引力相反,产生斥力,未来的宇宙将会被它拆的七零八落......再也拼凑不起来!
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