Влияют ли человечество и его деятельность/конструкции на вращение Земли?

Мы ежедневно идем пешком или едем на наших транспортных средствах до места назначения. Влияет ли наше движение на вращение Земли по закону Ньютона? Какой будет эффект, если мы переместим все народы вместе с их транспортными средствами с их максимальной скоростью по одной линии в одном направлении вдоль экватора? Какой эффект это произведет?

В документальном фильме BBC «Огромная земля» утверждается, что все речные плотины, которые мы построили, изменили скорость вращения Земли и изменили продолжительность дня на «доли секунды».
См . xkcd.com/162 .

Ответы (3)

В принципе, да, но эффекты почти совсем незначительны. По мере того, как объекты на поверхности Земли перемещаются, момент инерции Земли изменяется на незначительные величины, и это влияет на ее вращение. Однако выполнение на порядок оценки отношения вклада в момент инерции объекта размером с человека на экваторе к моменту инерции Земли дает

я п я Е М п р Е 2 М Е р Е 2 10 2 к грамм 10 24 к грамм 10 20 ,
и даже если бы мы приняли во внимание все население Земли плюс их транспортные средства (путем консервативного умножения числителя на 10 11 или около того), мы все равно получили бы число порядка 10 10 . Таким образом, мы можем видеть, что такие маленькие объекты на поверхности будут иметь совершенно незначительное влияние на вращение Земли (по крайней мере, в том смысле, что наши движения оказывают незначительное влияние на изменение момента инерции Земли).

не говоря уже о том, что наше движение на Земле по существу случайное и противодействующее, ваш ответ делает худший случай, что мы все организуемся и бежим в одном направлении...
Мэйби в качестве дополнительного вопроса: может ли один или несколько наших сильнейших ядерных зарядов внести существенные изменения?
@MichielT Ну, согласно hypertextbook.com/facts/2000/MuhammadKaleem.shtml , энергия, выделяемая при ядерном взрыве, составляет порядка десятков тысяч тераджоулей. Давайте будем чрезвычайно великодушны и скажем, что мы могли бы произвести ядерный взрыв, который высвободит 10 20 Дж . Энергия вращения Земли порядка я Е ю 2 10 28 Дж поэтому энергия взрыва имеет около коэффициента 10 8 меньше энергии.
(продолжение) Даже если бы каждый бит этой энергии был использован для замедления вращения Земли, день удлинился бы только примерно на одну десятую миллисекунды (я сделал очень грубый расчет, чтобы определить это, и я могу опубликовать, если хотите. )
@MichielT Вы вдохновили меня написать этот пост в блоге joshphysics.com/2013/03/10/…
@joshphysics хороший! +1
Даже если (каким-то образом) вся энергия ядерного взрыва заставила бы землю вращаться в одном направлении (и, следовательно, большое количество воздуха в другом направлении), трение воздуха о землю изменило бы даже это, так что окончательное вращение Земли (вероятно, через несколько часов) будет равно тому, что было до взрыва [при условии, что материал не уходит в космос и момент инерции Земли не изменяется при перемещении почвы]. См. what-if.xkcd.com/26
Точно так же, если бы весь взрыв сместил землю вниз (что несколько более правдоподобно), а большой объем воздуха поднялся бы вверх, гравитационное взаимодействие между воздухом и землей довольно резко вернуло бы землю в исходное положение [опять же при условии, что материал не был потерян в космосе ]

Это так, но изменения настолько незначительны, что на самом деле они не учитываются.

Даже если бы все в мире начали бежать в одном направлении (например, на восток), их суммарный угловой момент был бы порядка 10 18   N мс , по сравнению с землей, которая имеет порядок 10 33   N мс . Мы изменили бы вращение Земли менее чем на триллионную долю процента.

Некоторые грубые расчеты:

Население земли знак равно около 7 миллиардов

Средняя масса человека знак равно 62   кг

Средняя скорость бега знак равно 5   РС (иш)

Масса всех на земле знак равно 4.3 * 10 11   кг

Радиус Земли знак равно 6,37 * 10 6   м

Масса земли знак равно 6 * 10 24   кг

Угловая скорость Земли (ее вращение) знак равно 7,29 * 10 5   с 1

Угловая скорость человеческой «расы» знак равно 7,8 * 10 7   с 1

Их момент инерции при условии сферического распределения знак равно 1,2 * 10 25   кг м 2

Их угловой момент:   9.2 * 10 18   кг м 2   с 1

Момент инерции земли знак равно 9,7 * 10 37   кг м 2

Угловой момент Земли:   7.1 * 10 33   кг м 2   с 1

Можете ли вы также рассчитать, насколько длиннее или короче станет день? :)
Вы рассчитали это для людей, но что, если мы побежим все транспортные средства и те, у которых нет транспортных средств на ногах, в одном направлении
Да, я как-то забыл об этом. Я полагаю, мы могли бы подняться примерно до одной миллиардной доли процента. И @bernhard я считаю, что дробное изменение продолжительности дня будет таким же, как доля нашего углового момента, поэтому оно будет порядка наносекунд.

Основным внешним эффектом, замедляющим вращение Земли, является взаимодействие с орбитальным движением Луны через приливное трение. Возможно, что запруды воды в основных областях приливного трения могут изменить скорость замедления.

Комментарий к ответу (v1): Говоря как пользователь (в отличие от модератора), вам действительно следует подумать о том, чтобы добавить грубый предварительный расчет для оценки эффекта или, возможно, указать ссылку.