地球“自转”速度究竟有多快?为何人类毫无感觉?
地球自转速度每秒466米,为何人类感觉不到呢?
我们很容易发现,在宇宙中的天体大多数都是在自转的,小到普通的卫星,比如:月球,达到银河系都是如此。而且这种“转”不仅有自转,同时还有公转。那么问题来了,地球自转的线速度可以达到466米/秒,为什么在地球上的人感觉不到地球在转?
天体为什么都在转?
我们先从天体的“转”说起。按照目前主流的科学理论,我们知道,在46亿年前,在太阳系附近的位置,有一片长达2光年的分子云,它们后来由于某种原因发生了引力坍缩,在引力的作用下,分子云逐渐向中间聚拢,最终形成了太阳,其余的边角碎料也同样是在引力的作用下逐渐形成。
而天体在形成的过程中,分子云向中心汇聚时,会损失势能,这部分势能转化成了热能和自转动能。这就会使得天体一般都会带有角动量,而很少会出现角度量为0的情况,所谓角度量就是用来描述物体自转的一个物理量,由于太空中没有较大的摩擦力,因此,天体在汇聚过程中,为了保证角动量守恒,就会保持自转的状态,这其实和花样滑冰是很类似的。
除了自转,我们还知道天体会公转,比如,地球就是绕着太阳在公转的,公转周期大概是365天左右,也就是1年。同样地,其实太阳也在绕着银河系的质心公转。太阳的公转速度大概是240千米/秒,公转的周期大概是2.5亿年。
同样得,银河系也并非是不动的,银河系也在绕着本星系群的质心运动,速度大概是千米/秒。本星系群是一个比银河系更大的宇宙结构,其中有几十个类日夏养花网似于银河系的星系。同样地,本星系群也在绕转。所以,你会发现,实际上,不单单是天体,宇宙中的许多星系甚至是星系团都是在运动的,而且速度要远远快于地球的自转速度。
如果我们以地球的质心为参考系,那地球上的人其实绕着质心在运动的,速度是466米/秒;如果以太阳为参考系,地球上的人是绕着太阳做圆周运动的,速度是29.783千米/秒。如果我们以银河系的质心为参考系,则地球上的人是以240千米/秒绕着银河系质心在运动的。那么问题来了,为什么人类感受不到地球,或者太阳系,或者银河系在运动呢?
惯性
其实这个问题也曾经困扰过很多学者。最早学者们之所以支持地心说,而不是日心说,有一个很关键的原因就是地球一旦动起来,那么人类只要跳起来,就应该落到后面。但是实际上生活中,我们并没有发现这个现象,因此,当初学者们认为地球应该是不动的,那就是宇宙中的天体都绕着地球在转。
后来,哥白尼提出日心说时,许多人就用这个观点来反驳哥白尼。而哥白尼也确实没办法解决这个问题,而解决这个问题的是伽利略。他先是提出了一个著名的思想实验:萨尔维阿蒂的大船。他假设有一个人日夏养花网在一艘大船的船舱中,船舱是封闭的,并且船很平稳地行驶着。这个时候,船舱里的人跳起来,我们很容易知道,这个人还会落回到原地。也就是说,即便是船在运动,人跳起来后,也不会落到后面,而是落回原地,我们所在的地球其实就类似于这艘船,而人类就类似于船舱里的人,因此,人类跳起来后,不会落到后面。
伽利略不仅仅利用了思想实验,同时他还做了一个斜面实验。在这个实验中,他先拎出了一个干扰因素:摩擦力。他提出如果从同一个高度释放先去,这个时候如果是理想状态,小球还是会保持回到原来的高度,如果不能回到原来的高度,那小球就会一直保持原来的运动状态。
后来,伽利略的观点被牛顿整合到了牛顿力学的第一定律,也就是大名鼎鼎的惯性定律。从惯性定律中,我们知道凡是不受力或者合力为0的物体,都会保持原来的运动状态,而力是改变运动状态的原因。
由于地球是几乎接近于匀速的在自转,地球上的人由于惯性,也保持着绕着地球转的运动状态,也就是相对于地球面是静止的运动状态,因此,人感觉不到地球在动。
如果地球的自转时快时慢,那么人类其实就可以感觉到地球在自转,这就好比我们在汽车中,如果汽车是匀速行驶的,我们不太能感受是汽车在动,还是周围的车在动,这种现象尤其是在坐高铁时,有相邻列车靠近时,感受最明显。如果汽车是突然加速或者突然加速,我们就可以感觉到汽车在动。
地球自转速度究竟有多快?为什么人们日常生活中没有感觉?
地球是我们生活的家园,我们都知道,地球有个特性:旋转。有很多人都很特别,地球是在不断地自转的,在19世纪有一个英国物理学家福柯对地球的自转很感兴趣,他做一个实验来验证地球的自转,在宇宙中有许多像地球一样的行星,它们也在不停地移动rBvenDc和旋转,但是生活在这个星球上,我们很难探测到它的自转。
19世纪法国著名物理学家福柯,通过一根绳子悬挂在屋顶和钟摆上,创造了一个简单的钟摆,在福柯钟摆运动的过程中,人类发现了地球自转的现象,但如果你想知道地球自转的速度,想知道地球的周长,24000英里,地球自转需要24小时,所以我们知道地球自转的速度是1600米/小时。
运动的速度真的很惊人,即使是人们经常乘坐的高速列车,最高速度大概在350公里左右,地球可以以这样的速度旋转,真的很惊人。在这样一个快速的运动过程中,没有任何人类的感觉,这是因为人们在跟着地球以同样的速度运动,相比之下,没有参考我们会感觉到地球是静止的,但是我们可以根据地球的日出和日落的自转,来探测地球的运动。
这些数据,可以得到地球的旋转速度大约是1600米每小时,速度是非常惊人的,你知道,即使飞机在空中飞得很高,每小时只有400多公里,而地球的旋转速度是很远的,我们没有办法检测到这种速度。也因为我们周围没有参照,因为我们周围的物体是固定的,它们也和我们一起旋转,所以我们很难注意到这个现象。很多人在看了之后都很震惊,他们没有想到地球正在以如此快的速度移动。
地球自转速度每秒466米,为什么地球上的人类一点都感觉不到?
地球自转的速度基本上是每秒470米左右,这个速度可以说是很快的,但是我们地球上的空气是感受不到的,因为地球本身它是有引力的,这些引力把人牢牢地吸附在了地球的表面,然后我们和地球保持着相同的运动状态,这个运动状态是同步的,我们从出生开始就是这样的,我们已经适应了这样的一个运动状态。
我们前人有过这样一句话,而坐地日行8万里,巡天遥看一千河,就是说我们坐在地上什么都不动,每天就能走8万里左右,因为地球本身就在旋转,只不过我们和地球的旋转速度是相似的,或者说是等同的,那么我们就感受不到,因为物理中运动的状态是相对的,不同的参考系它的运动状态可能就是不同的,我们和运动者的地球保持相同的运动状态,自然就是静止的。
人类和地球比是静止的,但是人类如果和我们的卫星或者说我们围绕着这个恒星太阳来比的话,那么我们就日夏养花网是时刻在运动的,而且和太阳就相比的话,我们的运动速度可就不是次白,70米每秒左右的这个速度了,因为这个速度是地球自转的速度,所以就纬度的上升有一定的上升,但是如果以太阳为参考系的话,那人类的这个空间位置也在适合改变着,因为地球是围绕太阳旋转的,我们如果再加上地球围绕太阳旋转的这个速度,这个速度可能就很高很高了。
物理中是非常讲究相对这样一个概念的,比如说空间的相对位置,这个相对的参考系,比如我们坐在火车上,我们如果以火车的车厢为例,那我们就是静止的以外面的景物为例,我们就是运动的。这就是不同参考系所带来的运动状态的改变,所以运动状态不是唯一的,它是一个相对的概念。
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