Может ли человек управлять вращением Земли?

Я ученица 12 класса и эта мысль пришла мне в голову ни с того ни с сего.

Предположим, что все люди на этой планете поворачиваются на запад. Все они начинают двигаться одновременно в западном направлении (именно на запад, т.е. антипараллельно вращению Земли, и ни один из их путей не пересекается).

Поскольку Земля вращается с запада на восток, может ли эта активность увеличить скорость вращения Земли?

(Существует сила трения, действующая на землю из-за движения почти миллиарда человек, которая должна создавать крутящий момент, достаточный для увеличения угловой скорости Земли.)

ps Если величины силы трения недостаточно для вращения Земли, то считать каждого человека весом более 100 кг.

Кроме того, если это произойдет, останется ли Земля на той же орбите вокруг Солнца с просто увеличенной угловой скоростью вокруг оси? (или из-за этого изменится и путь вокруг солнца?)

Я был бы очень признателен за простое решение, потому что я все еще учусь в 12-м классе.

Лучше думать об этом с точки зрения сохранения углового момента.
Похожие вопросы о Человечестве и Земле: physics.stackexchange.com/q/70732/2451 , physics.stackexchange.com/q/56245/2451 , physics.stackexchange.com/q/137724/2451 и ссылки в них.
Проблема в том, что если все будут продолжать идти на запад, большинство из нас в конце концов уйдут в океан, и что дальше? Продолжать плыть на запад? Теоретически, если мы построим большой поезд, который вращается вокруг Земли и будет гонять его все время, это может очень-очень медленно повлиять на вращение Земли, но это будет очень медленное изменение.
Мы никак не можем изменить свой путь вокруг солнца . По крайней мере, не без того, чтобы некоторая масса покинула нашу землю. Конвертация импульса означает, что что бы мы ни делали на Земле, центр масс людей + Земля продолжает двигаться по одному и тому же пути.

Ответы (3)

Трение из-за одного человека будет порядка ~ 100 Н. В настоящее время на Земле проживает 7,2 миллиарда человек . Я не думаю, что это повлияет на вращение вокруг Солнца, но, безусловно, повлияет на вращение Земли вокруг своей оси.

Я рассчитал этот эффект на обратной стороне конверта. Принимая очень нереалистичное предположение, что все люди будут маршировать вдоль экватора одновременно , мы можем вычислить верхний предел общего внешнего крутящего момента , противодействующего вращению Земли. Угловое ускорение из-за такого марша будет настолько малым , что потребуется что-то порядка 100 000 000 лет , чтобы все люди прошли без остановки , чтобы, наконец, остановить вращение . И, очевидно, никто не может делать это так долго. Итак, мы в безопасности.

Но тогда подумайте об этом. Каждый день 7,2 миллиарда человек ходят по земле в любом направлении. Но поскольку люди обладают способностью думать и двигаться, мы не можем считать, что их чистый момент трения о землю равен нулю (подобно тому, как мы предполагаем, что средняя скорость идеальных газов равна O, которые движутся во всех направлениях). Каждый день должен быть чистый результирующий крутящий момент, и, следовательно, каждый день вращение Земли должно быть разным (каждый день). Существует ли какая-то внешняя сила, поддерживающая вращение Земли с надлежащей скоростью?
@AV 198, пожалуйста, внимательно прочитайте вопрос.
Из-за астрономических масштабов массы Земли ( 5,97 × 10 24 к г ) и момент инерции ( 8 × 10 37 к г ⋅ м 2 ), что просто 7.2 × 10 11 Н не будет заметно влиять на его вращение. Таким образом, это не будет таким уж рискованным «затруднительным положением».
@ Бенджамин Я тот, кто задал вопрос. Но затем вы ответили и на мой второй вопрос, который я задал в своем комментарии. Я говорил о нормальной жизни на земле, где люди идут не только на запад, но и во всех направлениях. Но это даже незначительно повлияет на вращение согласно вашим расчетам. Спасибо за ответы на мои вопросы :D
@ AV198 : Результирующий момент трения из-за того, что 7,2 миллиарда человек ходят в случайных направлениях, будет намного меньше, чем если бы они шли в одном направлении. Примерно в 2 раза меньше 7.2 б я л л я о н "=" 85000 ок.
@Benjamin: Вы, кажется, думаете, что Земля продолжит ускоряться, если люди продолжат ходить. Неправда, я думаю. Он будет ускоряться только тогда, когда они разгоняются от неподвижного состояния до нормальной скорости ходьбы, скажем, до 4 км/ч. Пока они продолжают идти с постоянной скоростью, эффекта не будет до тех пор, пока они не прекратят идти, когда скорость вращения вернется к исходному значению. Чтобы продолжать создавать постоянную силу в 100 Н, им нужно было бы продолжать ускоряться. Но вскоре они достигли максимальной скорости, которую могли выдержать их мышцы и кости.
@sammy gerbil, давайте упростим мысленный эксперимент, подумав только о человеке, идущем по Земле с постоянной скоростью. Давайте даже не будем беспокоиться о самой Земле в больших масштабах. Для начала, в конце концов, что заставляет человека ходить? Статическое трение между Землей и человеком. Без этого статического трения (которое согласно третьему закону Ньютона указывает вперед в результате отталкивания человека от Земли) мы больше не можем ходить в его буквальном смысле. Теперь, если вы примете этот факт (что трение существует, даже если скорость ходьбы постоянна), вы поймете, в чем дело.
Таким образом, такая постоянная сила трения, присутствующая в течение всего времени ходьбы (даже если это постоянная скорость), вызовет постоянный крутящий момент, который был приложен на Земле, и любой постоянный крутящий момент будет переводиться в постоянное угловое ускорение в соответствии со вторым законом Ньютона. . Итак, за все время существования болота к Земле будет приложено постоянное ускорение. Это противоположное ускорение будет устранено только в том случае, если все идущие одновременно решат остановиться. Так да! ненулевое ускорение будет присутствовать ВСЕ время, пока есть практика ходьбы.
@ Бенджамин: крутящего момента нет все время. Если бы сила прямого трения существовала все время, люди также ускорялись бы относительно поверхности Земли (F=ma). Относительная скорость будет постоянно увеличиваться. Это невозможно поддерживать: максимальная скорость человека составляет около 35 км/ч. Вместо этого при опускании стопы также возникает сила трения, направленная назад. Когда человек идет с постоянной скоростью, силы трения вперед и назад компенсируются за 1 полный шаг. Крутящий момент присутствует только тогда, когда ходунки разгоняются от состояния покоя до скорости ходьбы. Когда они «круизируют», он исчезает.
Пока люди не передвигаются ВСЕ синхронно, всегда существует сила трения. Но будет ли отмена или нет в одном цикле в среднем от одного человека спорно, но одновременная результирующая сила не будет равна нулю ни в какой момент времени. Я считаю, что разногласие заключается в картине, о которой мы имеем. Кажется, у нас есть два разных определения ходьбы. Поскольку миллиарды людей ходят вместе, но не синхронно, в среднем я считаю, что чистая статическая сила трения обратна и не равна нулю. Но я понимаю ваши доводы. Посмотрим, что об этом думают другие

Короче говоря, мой ответ - да.

Когда люди начнут идти из состояния покоя в западном направлении, они увеличат скорость вращения Земли вокруг своей оси из-за сохранения углового момента, хотя это увеличение будет очень небольшим (около 10 − 14 м / с ), так как масса земли намного больше, чем масса всех людей, вместе взятых, и этот толчок закончится, когда люди остановятся или когда их движение станет хаотичным.

Однако это хождение не могло бы повлиять на вращение Земли вокруг Солнца, если бы люди были распределены по земле равномерно.

Да, это повлияет на вращение и орбиту Земли, но не в заметной степени.

Очень похожий вопрос был рассмотрен Randall Munroe из xkcd. Он ссылается на эту статью в ScienceBlog , в которой рассчитывается чистый эффект от прыжков всех на Земле одновременно.

Любое действие на Землю вызывает равное и противоположное противодействие, однако масса Земли настолько велика по сравнению с массой всех людей на ней, что противодействием можно пренебречь. В статье оценивается скорость отдачи Земли как 10 − 13 м / с . Это примерно в 10 000 раз медленнее, чем скорость роста ногтей.

Может ли человек управлять вращением Земли?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v