Почему мы не чувствуем, как Земля вращается?

Земля вращается с очень большой скоростью вокруг своей оси и вокруг Солнца. Так почему же мы не чувствуем, что он поворачивается, но все же можем чувствовать землетрясение?

Я думаю, это так же, как вы не можете «чувствовать», что вы едете в машине со скоростью 100 км/ч, вы только «чувствуете» ускорение или замедление.
@David Freitas: Это псевдообъяснение и ужасная аналогия.
@Qmechanic Согласен.
@David Freitas: Вы ускоряетесь, когда земля вращается, хотя...
@Qmechanic, что не так с аналогией Дэвида?
@Pieter Müller: i) Когда едешь по дороге, возникают всевозможные вибрации; ii) если автомобиль находится на вращающейся Земле, нужно было бы предположить, что дорога является исходным кадром, что является тем самым предположением, которое OP задает в первую очередь; iii) или если мы представим, что «автомобиль» на самом деле является космическим кораблем в пустом пространстве, то Дэвид Фрейтас сравнивает тот факт, что невозможно почувствовать скорость космического корабля из-за галилеевской инвариантности инерциальных систем отсчета, с несвязанным с этим фактом, что невозможно почувствовать центробежное ускорение на поверхности Земли, находящейся в ускоренной системе отсчета.

Ответы (5)

Поскольку вращение Земли очень плавное и не меняется, центростремительное ускорение, которое мы ощущаем, практически постоянно. Это означает, что (небольшая) центробежная сила от вращения добавляется к гравитации, чтобы составить «фоновую силу», которую мы не замечаем.

Землетрясения вовсе не гладкие, а связанные с ними ускорения велики и сильно меняют направление. Благодаря этому их легко почувствовать.

У Ви Харта есть хорошее объяснение.

Скорость изменения ускорения иногда называют «рывком». Его можно использовать для количественной оценки степени тряски пассажиров в транспортном средстве.
Я думал, что центробежные силы выдуманы.....поэтому я не готов принять ваш ответ. Ба вздор.
На ваше возражение всегда есть стандартный ответ .
@ldog: Центробежные силы не вымышлены. Они возникают, когда рассматриваемая вами система отсчета не является инерционной (она каким-то образом ускоряется). Поскольку она появляется только в некоторых системах отсчета и поскольку инерциальные системы иногда рассматриваются как «правильный» способ делать что-либо, иногда говорят, что это не «настоящая сила». Ну, это измеримая величина, и у нее есть единицы измерения силы. Что еще?
@ldog: Кроме того, в общей теории относительности гравитация - это просто кинематический эффект, вызванный тем, что наблюдатель не находится в инерциальной системе отсчета.
@Dan: Это определение фиктивной силы. А в ОТО под инерциальной системой отсчета понимается свободнопадающая система отсчета.
@Dimension10: Моя проблема связана со словом «вымышленный». Многие люди, кажется, думают, что это означает, что они не существуют на самом деле или являются чисто воображаемыми. Я бы сказал, что они являются силами в том же смысле, в каком фононы являются частицами. Я предпочитаю термины «виртуальный» и «кинематический», но не знаю, насколько широко они используются.
@Dimension10: Что касается GR: хороший момент. Я думал об объекте, сидящем на земле, но эта точка менее общая, чем должна быть.

Ответ Дэна по существу хорош, но он упускает один эффект: эффект Кориолиса . Вы можете представить планету, вращающуюся гораздо быстрее, чем Земля, но с постоянной угловой скоростью. На этой быстро вращающейся планете объяснение Дэна все еще остается в силе, но как только мы будем двигаться, мы почувствуем боковую силу Кориолиса.

Кориолисово ускорение равно 2 Ом → × в → , куда Ом → - (векторная) угловая частота вращения планеты и в → скорость движения объекта. Для объекта, движущегося со скоростью звука (340 м/с) вблизи полюса Земли, где эффект максимален, кориолисово ускорение равно

2 2 π 24 × 60 × 60 × 340 ≃ 12 × 340 24 × 3600 ∼ 1 20 знак равно 5 × 10 − 2 м ⋅ с − 2 .
Это соответствует ускорению, составляющему полпроцента от ускорения свободного падения, для ситуации, уже довольно далекой от повседневной жизни.

Этот небольшой эффект может накапливаться на большом расстоянии и может иметь видимые эффекты, особенно в метеорологических масштабах. В каком-то смысле мы чувствуем вращение Земли, когда чувствуем преобладающее направление ветра в нашем регионе. Параметром, характеризующим интенсивность эффекта Кориолиса для явления, является число Россби , которое велико, если эффект Кориолиса пренебрежимо мал. Если анализируемое явление имеет типичную скорость в , происходят на расстоянии л , число Росби существенно пропорционально отношению периода вращения (в нашем случае 24 часа) ко времени в / л требуется, чтобы пройти типичное расстояние.

В метеорологических депрессиях ветру требуется несколько дней, чтобы преодолеть тысячи километров, которые они охватывают, и эффект Кориолиса имеет важное значение. Чтобы по-настоящему ощутить эффект в повседневной жизни, нужно оказаться на планете, где день длится несколько секунд, например, на планете фонарщика Маленького принца ! Конечно, если вы не живете на быстро вращающемся астероиде, эффект можно увидеть на карусели .

Другой способ почувствовать (эээ… фактически увидеть ) вращение Земли — это использовать маятник Фуко . Его поведение также можно объяснить с точки зрения сил Кориолиса.

Я знаю, что для этого вопроса очень поздно, но это отчасти вопрос биологии. Мы не чувствуем вращения Земли, потому что наш мозг предвзят, он так эволюционировал. Бесполезно ощущать/осознавать это вращение изо дня в день, точно так же бесполезно осознавать гравитацию. Вот почему эта оптическая иллюзия работает:

Смотрите на белую точку между зеленым и красным примерно 30 секунд, затем посмотрите на белую точку между одинаковыми изображениями пустыни. Смотрите на белую точку между зеленым и красным примерно 30 секунд, затем посмотрите на белую точку между одинаковыми изображениями пустыни.

Наш мозг постоянно приспосабливается к тому, что является «нормальным». В приведенной выше иллюзии ваш мозг «узнает», что правая сторона его поля зрения освещена красным, а левая — зеленым. Взглянув на сцены в пустыне ниже, вы поймете, что ваш мозг принял это новое предубеждение.

Дэн также коснулся этого в своем ответе , говоря о «фоновой силе», которую мы не замечаем. Жизненно важно, чтобы вращение было достаточно постоянным, потому что нашему мозгу нужно время, чтобы приспособиться. Но если бы каким-то образом Земля внезапно начала вращаться с более высокой, но такой же постоянной угловой скоростью, мы все могли бы какое-то время испытывать трудности.

В случае настройки смещения цвета для ваших глаз регулировка выполняется в течение нескольких десятков секунд, а вот к другим изменениям подстроиться сложнее. Например, перевернутые очки . Погуглив, я попал на страницу википедии для адаптации восприятия . Хотя это фокусируется на настройке зрительного восприятия, эта адаптация является общей функцией мозга. Я подозреваю, что в случае изменения фоновой силы адаптация займет примерно столько же времени, сколько и в случае с перевернутыми очками, может быть, немного меньше - хотя это только предположение.

Тогда легко понять, почему мы чувствуем землетрясения. Смещение позволяет нашему мозгу эффективно блокировать фоновую силу, но силы землетрясения не являются частью этого фона и поэтому ощущаются. Это похоже на получение аудиосигнала с постоянным фоновым шумом. Поскольку постоянно слышать этот фоновый шум бесполезно (и раздражает), вы корректируете свое смещение. Но нерегулярный шум или сигнал все равно будут слышны. По аналогии это землетрясение.

Хотя я понимаю, какую роль адаптация восприятия играет в том, что мы «не чувствуем» земного притяжения, я не понимаю, как она может играть роль в ощущении сил, связанных с вращением Земли, которые в основном слишком слабы, чтобы их можно было почувствовать.
Биологический ответ, безусловно, является наиболее важным. Что касается вашего последнего абзаца, когда я впервые был в Токио, я заметил, что большинство местных жителей едва замечают землетрясения, которые мне кажутся довольно сильными. Когда я указал на это даме в магазине (которая явно раскачивалась, чтобы компенсировать это, расставляя книги на полках), она сначала выглядела немного сбитой с толку, а затем, через несколько секунд, сказала: «О да, так есть!" а затем весело вернулась к своей стопке книг.
«бесполезно осознавать гравитацию» Человек буквально имеет орган чувств только для того, чтобы обнаруживать гравитацию. Это так называемые полукружные каналы.
@Xwtek Они не обнаруживают гравитацию. Вы думаете об изменениях гравитации (или любого другого ускорения сверху базовой линии вертикально вниз). грамм → ), отклонения от фоновой силы, которые мы не ощущаем. В этом вся моя суть. Конечно, полукружные каналы, вероятно, следует упомянуть в этом контексте, но как уточнение/объяснение аргумента, а не его отрицание.

Можем ли мы сохранить это простым?

Ответ заключается в том, что ускорение, связанное с вращением, очень мало и оно учитывается при определении вертикали.

Ускорение небольшое: ю 2 р потому что ⁡ θ знак равно 0,032 м / с 2 или 3 мг на экваторе. θ это широта.

Ускорение составляет угол θ с направлением на центр Земли. Полная сила представляет собой векторную сумму гравитации и центростремительной силы, и это просто немного переопределяет вертикальное направление. Если ваш пол сделан по отвесу, это маленькое отклонение встроено в ваш дом и город.

мы не чувствуем вращения Земли, потому что мы, атмосфера, небоскребы и все остальное вращаемся вместе с Землей с одной и той же постоянной скоростью.

Это слишком упрощенно. Если вы находитесь в машине, которая поворачивает, вы все равно можете это почувствовать, даже с закрытыми глазами, и даже несмотря на то, что все вокруг вас, что вы можете чувствовать, вращается вместе с вами. Реальный ответ заключается в том, что мы можем чувствовать вращение, просто земля вращается так медленно, что это ниже пределов нашего человеческого восприятия.
Это не упрощение: это просто совершенно неправильно. Тот факт, что все, что мы видим, движется с тем же ускорением и скоростью, что и мы, никоим образом не заставляет нас не чувствовать силу.
Почему мы не чувствуем, как Земля вращается?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v