嗯,我们首先来看看地球自转是个什么情况:
地球自转的线速度两极为0,赤道最快。地球的赤道是L=2πr=2×3.14×6400km=40192km,地球自转一圈是24小时,v=L/t=40192km/24=465.18m/s,所以地球的自转速度为465.18m/s,换算为时速约1670km/h。在纬度为∮的位置,其线速度大约为(1670·cos∮) km/h。
这样的速度已经是时速280km/h的法拉利速度的6倍了,可是我们每天生活,为什么感觉不到地球在以这么高的速度在转动呢?这要是在云霄飞车上早都吐得不省人事了。
其实道理很简单,与如此大的地球相比,人类个体实在太小了,在没有任何有效参照物的情况下,你很难发觉地球在运动;另外,人在地球上,当你出生的那一刻其实与地球就开始保持相对静止的状态,所以你根本不会发现其实自己一直处于“运动”的状态。
例如你坐在车里,如果把窗户都挡住,在车匀速前进的情况下,你也根本不会发觉车在运动——因为你失去了有效的参照物。
但即使这样,也并不影响我们观察地球自转的进行。
其中一个观察地球自转很简单的工具就是“傅科摆”:
法国物理学家Foucault在巴黎天文台子午仪室首次公开展示了他所发明的“傅科摆”,傅科摆的简单原理就是基于地球的自转现象,如果把傅科摆放在南北极,那么摆锤的摆动平面相对于太阳不变,如果把傅科摆放在赤道,则摆锤的摆动平面相对于地球保持不变。
那,上面的动图就是傅科摆运行的模拟动图。红色是摆锤,蓝色是摆锤在运动的参考系中的运动轨迹,绿色则是摆锤在地面上的运动轨迹。
如果上面的动图不够明显,那这幅沙图应该够明显了。图片上的沙迹就是摆锤运动在地面上留下的痕迹。
看到这,你可能会质疑二蛋:你就扯吧,我看天上的月亮星星也没动啊,你还说什么没有参考系??
emmm......关于这点,原因是因为,一个物体A离你越远,那相比于近处的物体,A就需要移动更远的距离才能覆盖住原来的视觉夹角。举个栗子,人眼的视觉夹角大概有160度左右,一辆飞驰的跑车可能2秒就跑出了你的视线;一架喷气式飞机可能需要1分钟才能飞出你的视角;而天上的星星则需要,嗯,T=160/15=10h40m,10小时40分钟左右才能移出你的眼睛。除非你有足够的耐心,否则,它们确实看起来没咋动。
好啦,就说到这啦。
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