假如我们离地面100米不动,12个小时后,能否到达地球另一边?
发布时间:2023-03-24 09:22:34 所属栏目:外闻 来源:
导读:如果我们站着一动不动,通过一些实验,我们是能够发现地球在自转的。地球自转如果要简单理解的话,那就是现在的地球一直都是绕着它的轴线周而复始的旋转,在一天的时间内转了一圈。
那么,假设我们在距离地面100公
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如果我们站着一动不动,通过一些实验,我们是能够发现地球在自转的。地球自转如果要简单理解的话,那就是现在的地球一直都是绕着它的轴线周而复始的旋转,在一天的时间内转了一圈。 那么,假设我们在距离地面100公尺的高空,在12个小时内,我们能到达地球的彼端吗?这个问题其实很有研究价值。 简单地说,在没有外力的情况下,转动的物体的角动量不会随着其外形的改变而改变。那为什么这个定律会引起地球的自转呢? 首先,让我们回顾一下,最初的太阳系是什么样子的。在45.7亿年前,由于某些干扰,一个庞大的分子云团因引力坍塌而开始了它的诞生与演变。大部分坍缩的物质向中央汇聚,于是就形成了太阳。 然后其余的“碎片”部分则缓慢地转动着,渐渐地组成了一个行星盘。而地球,则是在45.4亿年前,吸收和储存坍缩后残留的气体、尘埃和冰粒等物质,再用1000至2000万年的时间去“成长发育”,才成了如今的模样。 而那些云团在太阳系形成的时候,就已经拥有了角动量,并且原本拥有的角动量并没有因为它的形态变化而消失,而是随着它的形态而改变自己的分布状态。于是,太阳系中的天体在形成过程中从“云团”中获得了一部分的角动量。 而作为“太阳系”中的一部分,地球也会吸收一些角动量,从而导致了它的自转。但是如果光用角动量来说明地球自转的话,似乎证明力度还不够强。于是科学家们就纷纷思考到底是什么样的实验,可以让人们很轻松的知道地球在自转呢? 如果大家对物理学有一定的涉及,就必须知道为什么傅科柏太阳系实验可以证明地球在大幅度的自转。 法国科学家傅科就在1851年进行了一个“摇摆锤”的实验,以证实地球确实在自转,这个实验也以这位伟大的科学家名字命名为——傅科摆。 这个实验是在法国巴黎先贤祠的圆顶天花板下面进行的,这个摆锤由一根67公尺的钢丝线吊住,重量是28千克,而它的悬挂处也做了特殊处理进而把摩擦力降到了最小。也因为这个摆锤具有很大的惯性,很大的动量,所以它几乎不会受到地球自转的影响,而且可以长期自由摆动。 人们发现傅科摆在实验中,摆动平面按顺时针方向在慢慢的转动,而且方向在连续变化。通过对这个问题的研究,发现当摆锤在摆动平面上的时候,它并没有被任何的力量所影响,而且根据惯性原理,它的摆动的空间方向是不会发生任何变化的。 因此,我们可以知道,这种变化是因为我们所处的地球正在以一个逆时针的方向旋转,站在地球上的人可以看见的是一个相对运动的现状。由此可以得到一个很好的证明结果,那就是地球在自转。 傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式θ°=15°tsinφ来求,单位是度。式中φ代表当地地理纬度,t为偏转所用的时间,用小时作单位,因为地球自转角速度1小时等于15°,所以,为了换算,公式中乘以15°。 但有了这个公式,我们也会有一个问题。如果傅科摆在赤道上,纬度是0,那么 sinφ等于0,这意味着它在赤道上是不会偏转的,那这又是怎么回事呢? 北极星位于地心轴线的延伸位置,而赤道与地轴垂直,这时候赤道就成了一个静止的参考系,那么傅科摆在赤道上自然就不会摆动了。 (编辑:汽车网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |
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