地球高速旋轉,人站在地球上是否受到離心力? | 知乎問答精選

 

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地球高速旋轉,人站在地球上是否受到離心力?

2017年12月21日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 32 ℃ 次

為什麼?

【陳浩的回答(5票)】:

受,因為有圓周運動。

我們平時說的重力是引力和慣性離心力的疊加。

很高興很多人進行了嚴謹的受力分析。為避免歧義,我在此也分析一下。

地心的靜止參照系可近似為慣性系,此系中地球表面物體受引力,引力部分充當向心力,維持圓周運動,剩下的部分表現為重力。

我下面的答案是在物體的靜止參照系中的分析,這是個非慣性系。此系中物體受引力和慣性離心力,後者是慣性力。兩者合力表現為重力。

有幾位提到的地轉偏向力,是Coriolis力[1],非慣性系中的一種慣性力,只有在此系中有相對運動的情況下才出現。

赤道處圓周運動半徑較大,且地球是個扁球體,所以赤道處受到的慣性離心力更大[2],有效重力加速度更小。同一物體,在兩極比在赤道重0.5%。赤道處重力加速度約9.780,兩極處約9.832。

另外海拔越高慣性離心力越大[3],有效重力加速度越小。珠峰上重力加速度比海平面上小0.28%。

[1]?en.wikipedia.org/wiki

[2]?en.wikipedia.org/wiki

[3]?en.wikipedia.org/wiki

【MuffinC的回答(3票)】:

受到

因為任何物體做非線性運動(此情景下是做勻速圓周運動)時,因為物體本身存在質量,由牛頓第一定律知如果物體不受其他力,那麼物體的慣性會強迫物體繼續朝著物體運動軌跡的切線方向前進,而不是跟著地球一起轉圈。

所以由此可知人受到了離心力。

人的所受到的重力正如 @陳浩?所說是地球與人之間的萬有引力與這個離心力的合力。

【小金剛AI的回答(1票)】:

向心力是一種效果力,你可以說一個物體的重力提供向心力,或者說向心力等於多少,但是不能說一個物體受到向心力。

離心力是一種慣性力,在地球這個轉動的非慣性系統中,以地球為參照物(認為地球是靜止的,其他星球是運動的)研究問題時,對物體受力分析,需要加上一個離心慣性力,大小為ma,方向與物體在轉動的地球上運動時向心加速度的方向相反。

【Kevin的回答(2票)】:

離心力與向心力都是以力的作用效果命名的,不是實際的力,嚴格來說就沒有受不受到離心力這麼一說了。

你站在地球上,只受到兩個力的作用:

1、地面給你的支持力,F1(垂直地面向上);(這個數值就是通常意義上的重力的大小,在赤道最小,兩極最大)

2、地球對你的引力,F2(垂直地面向下)。

這兩個力不完全相等(引力大那麼一點點),合力指向地心,這個合力就是「離心力」了(F = F2 - F1),這個力使你環繞地球做勻速圓周運動。

如果地球靜止,F1=F2,F=0;如果地球自轉加快,F1減小直至零,F增大至F2,如果繼續加快,就會被「甩」出去了。

F=mv^2/R, R是圓周運動的半徑,等於所處位置與地軸的垂直距離,這個值在赤道最大(就是地球半徑),兩極最小(為零)。

我們說的重力G與支持力F1是大小相等,方向相反,F1=F2-F。所以,在赤道重力會變小,兩極會變大(差別很小)。

【劉嘉豪的回答(0票)】:

首先,離心力是一種稱呼,人在地面上保持平衡,受到了地心引力和地面的支持力,前者和後者的差值就提供了絕大部分的向心力,一小部分叫做地轉偏向力。

【顧崇倫的回答(0票)】:

事實上人總體而言只受到了地心引力和支持力(不考慮和地面的摩擦力)。其合力如果從力學上做拆分,

分成兩部分 分別為1、向心力? 2、地轉偏向力

1、是因為地球由於在自轉,人跟隨地球自轉需要自身所處緯度的圓周所產生的向心力,方向指向該圓周圓心。

2、地心引力減去1中的力後剩餘的力便稱為地轉偏向力,偏向赤道方向。

標籤:-陳浩 -物理學 -地球 -力學


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