地球自转很快,赤道附近线速度甚至超越音速,如果停下来会怎样?
我们大部分人每天都处于高速移动之中,只不过我们并不自知罢了。
之所以说我们每个人都在高速运动,是因为我们脚下的大地一直处于运动之中,这就是地球的自转。地球作为一颗行星,既有围绕太阳的公转,也有以自转轴为中心的自转,公转产生四季,而自转产生日夜。
地球自转一周的时间为23小时56分4秒,我们将其化零为整,以此为据规定24小时为一天。那么地球每24个小时自转一周,这个速度到底有多快呢?让我们用线速度来表示就能够有切实的感受了。我们知道,地球是一个球体,所以在地球不同纬度之上,自转的线速度是不一样的。显然,周长最长的赤道地区的线速度是最快的,在赤道地区,地球自转的线速度甚至超越了音速。
赤道地区地球自转的线速度约为每秒400米,而在标准大气压和15摄氏度的条件下的声音传播速度为每秒340米,显然,赤道地区地球自转线速度超越了音速。
这很有意思,也就是说如果我们站在赤道地区,我们就等于在以超音速的速度运动,而我们却不会有丝毫的感觉。不过没有感觉并不等于没有影响,我们虽然感觉不到地球自转,但地球的自转却实实在在影响着我们。
我们知道一个物体在旋转的时候,会产生离心力,而地球如此高速自转,自然也会产生离心力,所以地球上的一切事物,包括你和我都受到了这个自转所产生的离心力的影响。对于我们而言,这个离心力是向上的,是与地球引力方向相反的,也就是说地球自转所产生的离心力使我们的重量减少了。
重量和质量实际上是两个完全不同的概念。
质量是物体的内在属性,在任何情况下,都是恒定不变的。而重量则不是,重量是指物体所受到的重力大小。简单来讲,在不同的星球上,人体所受的重力是不一样的,在地球上是这么重,而到了月球之上,测量的体重就会减轻,而如果处于太空之中则会出现失重的感觉。
地球自转所产生的离心力抵消了一部分重力,所以就会使地球上所有的物体的重量出现下降,当然也包括你和我,如果地球停止了自转,那么你我所测得的体重一定会比现在重一些。那么,问题来了,如果地球不再自转,会产生多大的影响呢?失去了离心力必然导致我们所受的重力增加,那么人会不会无法承受这种压力呢?
地球自转速度虽快,但其所产生的离心力对于人的影响并不是很大。
还是以赤道地区为例,在地球赤道附近所受的离心力是最大的,而这里的离心力对于人体重量的影响也就大约1/200左右,也就是说即使地球停止了自转,而我们又处于赤道地区,那么我们的体重也不过只是增加了一斤而已,这和暴饮暴食一顿大餐之后所能够增加的重量差不多。
可见,即使地球停止了自转,我们也并不会因此而被压死。除了理论之外,我们其实也可以用实验来证明这一点。在一个自转的球体之上,并不是所有的地方都会受到离心力的影响,不管球体转速有多快,有一个区域是不会产生离心力的,这个区域就是球体的自转轴。而且自转轴有一部分位于球体的表面,那就是自转轴的两端。
对于地球而言,南北极点就是自转轴的两端,也就是说在南北极点是没有离心力的。
所以我们可以把一个物体带到南北极点去重新称重,就会发现其重量只减少了约1/200左右。1/200的重量变化对于人体而言是没有什么影响的,但是却可以利用这一点做一些其它的事情,比如你可以在南北极点购买黄金,然后再运到赤道去出售,在不考虑金价波动的情况下,可以产生0.5%的收益。当然了,除非是相当成规模的交易,否则所产生的收益可能不足以支付运费。
此外,再科普一下,我们一直所说的离心力其实并不是一种物理学的概念,因为在物理学中是没有离心力这个概念的,而只有与之相对的向心力,而离心力的增加在物理学中应该表述为向心力的不足。