Может ли человек на экваторе подпрыгнуть на закате выше, чем на восходе?

Может ли человек на экваторе подпрыгнуть на закате выше, чем на восходе?

Человек может прыгнуть выше на экваторе, но не имеет значения, будет ли это закат или восход солнца. Но из-за центробежной силы на экваторе вы на самом деле весите немного меньше, а это означает, что если вы прыгнете с той же силой на экваторе, что и на северном полюсе, вы подниметесь немного выше.

Кроме того, из-за приливных сил высота, на которую вы можете прыгнуть, когда луна находится прямо над головой (и прямо под вашими ногами), будет немного выше, чем когда ее нет, и мы можем привести аналогичный аргумент для солнца.

Причина этого может заключаться в том, что на закате Земля удаляется от человека в течение периода времени, когда он / она находится в воздухе, а на восходе Земля движется к человеку в течение периода времени, когда он / она находится наверху. в воздухе.

Нет, так как вы и земля составляете неподвижную систему отсчета. Ваша скорость относительно земли (когда вы стоите) равна нулю.

Представьте, что вы сидите в поезде. И вы пытаетесь прыгнуть с одного конца поезда на другой конец и отметить место на полу поезда, где вы приземлитесь. Теперь, как вы думаете, изменится ли это пятно в зависимости от того, стоит ли поезд на месте или движется с постоянной скоростью в одном или другом направлении?

Ответ - нет. Она не изменится, потому что независимо от того, с какой равномерной скоростью движется поезд, в рамках поезда вы неподвижны, когда стоите в одном конце поезда.

Точно так же, в случае с земной системой отсчета, в этом контексте вы неподвижны по отношению к ней, будь то на закате или восходе солнца.

Разницу, если она есть, будет трудно измерить.

При прочих равных температура после ночи может быть ниже, чем днем. Воздух был бы немного более плотным. Вы бы весили немного меньше и могли бы прыгать немного выше.

Люди интерпретировали ваш вопрос по-разному, но я думаю, что суть того, о чем вы спрашиваете, заключается в том, что произойдет, если вы прыгнете прямо вперед от переднего края (равномерно) движущегося объекта, а не прыгнете «назад» на другой конец.

Таким образом, в контексте этого ответа предполагается, что платформа находится в равномерном движении, и никакие другие эффекты не рассматриваются.

Еще до того, как вы прыгнете, вы уже имеете скорость Земли, в силу привязки к ней (вас удерживает гравитация, и вы движетесь вместе с Землей).

Поэтому, когда вы прыгаете, вы не «подвешены» в пространстве, неподвижны по отношению к Солнцу. Земля вас не «догоняет». Когда вы прыгаете с «переднего края», вы просто добавляете немного скорости к тому, что у вас уже есть , а с другой стороны, вы просто вычитаете крошечную часть этой скорости. Предполагая (приблизительно) равномерное движение Земли на протяжении всего эксперимента, движение таково, что оно точно компенсируется, и результат будет таким же, как если бы Земля изначально была неподвижной. Это как раз и есть классическая (галилеевская) относительность движения.

Орбитальная скорость Земли составляет около 107 000 км/ч (67 000 миль в час). Если Земля вдруг остановится по отношению к Солнцу, на переднем крае, это будет выглядеть так, как будто вы прыгнете невероятно высоко с одной стороны, а с другой вас раздавит.

Это аналогично сценарию, в котором вы стоите в поезде, а поезд движется по прямой с постоянной скоростью. Вы уже ускорились вместе с поездом, поэтому для неподвижного наблюдателя у вас уже есть та же скорость, что и у поезда.

Если вы подпрыгнете, вы приземлитесь в том же месте, но для наблюдателя, стоящего рядом с путями, вы пройдете то же расстояние по горизонтали, что и поезд. Если вы прыгаете вперед, для вас это выглядит так, как будто вы проехали небольшое расстояние вперед, но для стационарного наблюдателя вы двигаетесь чуть быстрее, чем сам поезд. Если вы прыгаете назад, это похоже. Для вас это небольшое расстояние. Для неподвижного наблюдателя ваша скорость была немного ниже скорости поезда.

Только когда поезд начинает ускоряться (или замедляться, или поворачивать), вы замечаете какую-либо разницу по сравнению с поездом, стоящим на месте.

PS Причина моей интерпретации вопроса:

Мне кажется, что ситуация, которую пытается создать ОП, - это ситуация, когда прыгающий человек отталкивается в направлении, касательном к орбите (либо в направлении орбитального движения Земли, либо в противоположном направлении). Кажется, что ОП игнорирует скорость из-за вращения. Например, человек стоит либо на переднем, либо на отступающем краю земной сферы, а Солнце расположено где-то сбоку от него (они стоят на линии терминатора тени).

Нет, при прочих равных вы не смогли бы прыгнуть выше ни на рассвете, ни на закате. Экваториальная выпуклость из-за центробежной силы вращения Земли делает гравитацию на экваторе немного меньше, чем на полюсах.

Однако на линиях тропиков, когда они находятся прямо под солнцем в полдень или прямо напротив солнца в середине ночи, у вас будет очень небольшое (почти неизмеримое) преимущество от солнечных приливов. В то время как лунная приливная сила больше, Солнце производит приливные эффекты.

Нет. Прыжок происходит относительно земной системы отсчета. Если предположить, что прыжок происходит за достаточно малый промежуток времени (по сравнению с периодом обращения и обращения Земли) и скорость отрыва постоянна, то не будет разницы, в какой точке экватора он происходит, по крайней мере в Ньютоновский контекст.

Причина этого может заключаться в том, что на закате Земля удаляется от человека в течение периода времени, когда он / она находится в воздухе, а на восходе Земля движется к человеку в течение периода времени, когда он / она находится наверху. в воздухе.

Это неправильно. В самом деле, на закате спортсмен, стоя на месте, движется по отношению к солнцу в направлении своих ног со скоростью, с которой земля вращается вокруг солнца, и так же движется земля. Как рассвет, спортсмен движется в направлении его головы, так и земля. Я проигнорировал для простоты вращение Земли вокруг своей оси. Во время прыжка движение земли вокруг солнца не оказывает на спортсмена такого же влияния, как на землю.

Спортсмен и Земля находятся в свободном падении в гравитационном поле Солнца. Единственное гравитационное поле, влияющее на высоту прыжка, — это земное. Если бы солнце вдруг потеряло свое гравитационное поле, это не повлияло бы на высоту прыжка, потому что и спортсмен, и земля отлетели бы по касательной, но касательные были бы одинаковыми.

Сказав это, есть некоторые другие вещи, связанные с солнцем, которые могут вызвать изменение высоты прыжка. 1. На закате, скорее всего, жарче, поэтому сопротивление воздуха будет ниже, что позволит прыгать выше, но и тяга жидкости также будет меньше, что позволит прыгать ниже. Трудно сказать, какой эффект будет больше. 2. Может быть какой-то релятивистский эффект, о котором я не знаю, который вызовет прыжок выше или ниже. 3. Приливные эффекты от солнца не будут напрямую влиять на высоту прыжка, потому что каждый прыжок перпендикулярен гравитационному полю солнца, что делает спортсмена шире (спереди назад, если он смотрит на закат и рассвет). , не выше. 4. С другой стороны, приливное воздействие солнца заметно изменяет форму твердой земли, что известно как наземные приливы.

В заключение, я не могу придумать никаких причин полагать, что высота прыжка будет больше или меньше. Но должна быть какая-то разница, большая или меньшая, в принципе, в реальном мире из-за разницы в температуре или какого-то другого эффекта. Конечно, причина, указанная в вопросе, недействительна. Но я проголосовал и попытался ответить на вопрос, потому что это действительно забавный вопрос.

Из-за того, что Земля вращается, а форма Земли примерно представляет собой сплюснутый сфероид, эффективное значение$g$на экваторе меньше, чем на полюсах, поэтому теоретически прыгайте в высоту на экваторе (и на вершине горы).

При выполнении прыжка в высоту спортсмену необходима составляющая вертикальной скорости и горизонтальной скорости.
Вертикальная скорость хороша для высоты, а горизонтальная скорость хороша для преодоления перекладины.
Земля и штанга вращаются вокруг оси Земли с одинаковой скоростью, поэтому, если предположить, что сопротивление воздуха отсутствует, вращение Земли не влияет на результат прыгуна в высоту.

А как насчет влияния Солнца?
Находясь в воздухе, гравитационное притяжение Солнца может влиять на горизонтальную скорость прыгуна, но учтите, что это будет очень и очень небольшой эффект. Находясь в воздухе, прыгуна нужно подтянуть к перекладине, т.е. увеличить горизонтальную скорость относительно перекладины, что может означать, что можно соответственно увеличить вертикальную скорость, чтобы прыгун дольше оставался над землей?
Подумайте о абсурдном случае, когда прыгун прыгает вертикально вверх, а Солнце тянет прыгуна через перекладину!
Итак, когда следует выполнять прыжок?
Пока прыжок направлен к Солнцу, будь то восход или закат, эффект одинаков.

Можно также рассмотреть прыжок в полдень, когда Солнце поможет с вертикальным движением прыгуна.

Аналогичный анализ можно провести для Луны (и Солнца).

Вы думаете об этом:

Вспомните универсальный закон всемирного тяготения Ньютона, согласно которому любые две массы имеют взаимное гравитационное притяжение.$Gm_1m_2/r^2$. Таким образом, точка с массой m = 1 в точке P будет испытывать гравитационное притяжение к обеим массам M и полное гравитационное поле, равное векторной сумме этих двух сил , что показано красной стрелкой на рисунке.

Если$m_1$и$m_2$являются солнцем и центром масс Земли, а точка P является прыгающим человеком, если сравнивать их в полдень и в полночь, разница в поле при сложении векторов будет очень небольшой (из-за расстояний), потому что диаметр Земли будет оказаться между двумя локациями, считая все остальное одинаковым. Все дополнительные эффекты, указанные в других ответах, также сохранятся, поэтому их нельзя будет измерить.

Закат и восход солнца находятся на одинаковом расстоянии от солнца, если считать землю симметричным сферическим телом на экваторе, поэтому гравитационные поля должны быть одинаковыми и не должно существовать никакой разницы из-за полей.

Большинство людей выше по утрам , а также лучше отдохнули, эти два эффекта, вероятно, приведут к более высоким прыжкам. Теперь я буду игнорировать эти эффекты.

Причина этого может заключаться в том, что на закате Земля удаляется от человека в течение периода времени, когда он / она находится в воздухе, а на восходе Земля движется к человеку в течение периода времени, когда он / она находится наверху. в воздухе.

В инерциальной системе отсчета абсолютным движением можно пренебречь. Так что нет, это не влияет.

Если вам нужно время, когда гравитация слабее, это во время прилива. Если игнорировать Луну, пики солнечных приливов приходятся на полдень и полночь, но лунные приливы намного сильнее. так что сверьтесь с альманахом для прилива или приблизите его и прыгайте, когда луна находится над головой или под ногами.

Приливный эффект довольно мал, поэтому разницу можно не измерить.

Если вы думаете, что прыгая, вы отключаетесь от земли и позволяете ей «скользить» к вам/от вас, учтите, что линейная скорость земли из-за ее вращения равна

1,5 Маха

Вы бы почувствовали это, если бы это произошло. Вместо этого ты едешь с ним те же 1,5 Маха и ничего не чувствуешь.