Nie jestem pewien, czy wszystkie szczegóły w eksperymencie, ale w zasadzie poszło w następujący sposób. Ktoś zaznaczył swoją lokalizację startu balonem i wzniósł się w powietrze. Byli zawieszeni przez jakiś czas, zanim zjechali prosto w dół. Najwyraźniej wynik był taki, że nie dryfowali z pierwotnego punktu startu pod nimi. Może źle to zrozumiałem, ale jestem pewien, że jest blisko.
Ale jeśli w tym eksperymencie Ziemia nie miała wpływu na punkt lądowania, dlaczego „rotacja Ziemi” musi zostać uwzględniona w celu wykonania strzału na przykład z karabinu dalekiego zasięgu? Teraz wiem, że nie jest to najlepsze porównanie i że istnieje wiele różnych czynników w obu scenariuszach. Na przykład „kula podróżuje, aw eksperymencie balon nie był”, ale chciałbym usłyszeć różne teorie i opinie, dlaczego tak jest.
PS Wiem, że popularną odpowiedzią będzie, że Ziemia jest zbyt masywna, abyśmy mogli poczuć jej obrót, ale myślę głębiej!
Odpowiedzi:
Działają się dwie różne rzeczy i nie są one zbyt powiązane (z tego, co widzę). W przypadku balonu na gorące powietrze pomyślałbyś, że gdybyś unosił się nad miejscem, w którym przebywasz przez 6 godzin, Ziemia mogłaby się obrócić pod tobą i wylądować z powrotem w zupełnie innym miejscu. Niestety, ponieważ balon na gorące powietrze był na Ziemi na początku, już się poruszał z Ziemią. W grze jest wiele ram odniesienia, mimo że czujemy, że stoimy w miejscu. Wszyscy na Ziemi stoją nieruchomo na powierzchni. Jednak powierzchnia obraca się wokół osi Ziemi. Oś Ziemi (i sama Ziemia) okrąża Słońce. Słońce krąży wokół naszej galaktyki, a nasza galaktyka podróżuje przez przestrzeń międzygalaktyczną.
Jak to się ma do sytuacji balonu na gorące powietrze? Ponieważ balon znajdował się na powierzchni, już poruszał się z powierzchnią Ziemi. Pamiętasz, jak powiedziałem, że powierzchnia Ziemi obraca się wokół jej osi? Ponieważ balon początkowo znajdował się na powierzchni, będzie się on również obracał wokół osi Ziemi, podobnie jak powierzchnia! Co jeśli chcielibyśmy osiągnąć ten efekt najechania kursorem? Powiedziałem wcześniej, że Ziemia krąży wokół Słońca. Aby osiągnąć ten efekt zawisu, potrzebowalibyśmy balonu z gorącym powietrzem bez orbity Słońcawiruje wokół Ziemi. Nie można tego zrobić za pomocą balonu na gorące powietrze, ponieważ atmosfera zdarza się również poruszać wraz z Ziemią, a balony na gorące powietrze nie mogą lecieć w kosmos. Aby osiągnąć ten efekt zawisu, potrzebowalibyśmy statku kosmicznego z dużą ilością paliwa. Gdybym miał unoszący się statek kosmiczny, który nie krążyłby po orbicie z Ziemią (to znowu kosztowałoby mnóstwo paliwa), to tak, mógłbym unosić się w tym samym miejscu i pozwolić Ziemi obracać się pode mną.
Prawdopodobnie zastanawiasz się, jak mogłem to osiągnąć za pomocą statku kosmicznego, który pierwotnie znajdował się na powierzchni Ziemi. Ten efekt zawisu nie miałby większego sensu, ponieważ równie dobrze możesz po prostu polecieć do miejsca docelowego (jak teoretyczna rakieta Big Falcon), ale jeśli chcesz to zrobić, musisz wznieść się ponad atmosferę Ziemi, użyj boostery, aby przejść w przeciwnym kierunku do obrotu Ziemi (aby anulować prędkość), unosić się przez pewien czas, a następnie użyć boosterów, aby przejść wraz z obrotem Ziemi (aby powrócić do prędkości obrotu) i wylądować na Ziemi. Oczywiście, możesz pominąć drugą część, używając osłon termicznych i wbijając się w atmosferę Ziemi, jak każdy inny statek kosmiczny, jaki mamy, i żadna rakieta nigdy tego nie zrobi, ponieważ krążenie wokół Ziemi jest o wiele bardziej praktyczne (zawisanie kosztuje paliwo,
Ok, a co z sytuacją snajpera? Ziemia obraca się wokół własnej osi. Ponieważ dzień ma 24 godziny, położenie na równiku zmienia się raz w tym samym czasie, gdy ktoś w Arktyce może raz się obejść. Jednak im dalej na północ lub południe znajdujesz się od równika, tym wolniej ta część Ziemi musi się obracać, aby wykonać 1 obrót w ciągu 24 godzin. Pomyśl o kręceniu piłką. Równik piłki obraca się wokół, ale góra i dół poruszają się znacznie wolniej. To jest to samo. Powiedzmy, że mój snajper jest na równiku. Kiedy snajper strzela na wschód lub na zachód, nie musi korygować obrotu Ziemi, ponieważ wszędzie wzdłuż tej szerokości geograficznej Ziemia obraca się z tą samą prędkością. Jeśli jednak snajper wystrzeli na północ, kula trafi na wschód. Że' s, ponieważ kiedy pocisk został wystrzelony na szerokość bliższą równika (wystrzeloną z południa), ten punkt Ziemi poruszał się szybciej niż miejsce Ziemi, na którym stał cel. To tak, jakby powiedzieć, że miejsce, w którym stoję, obraca się z prędkością powiedzmy ... 1000 mil na godzinę, ale miejsce mojego celu obraca się na powiedzmy ... 995 mil na godzinę. Ponieważ moja kula pochodziła z części o prędkości 1000 km / h, oczywiście wyleci z lufy z dużą prędkością z powodu działa, ale będzie też obracać się wokół osi Ziemi z prędkością 1000 km / h. Jednak gdy moja kula zacznie zbliżać się do szerokości geograficznej celu, ponieważ Ziemia obraca się wolniej, będzie się wydawać, że odchyla się w kierunku obrotu (który jest na wschód lub w prawo). Dlaczego? Cóż, ponieważ prędkość mojego celu wynosi 995 mil na godzinę od obrotu, robisz 1000 - 995 = 5. Oznacza to, że moja kula będzie miała prędkość netto 5 mil na godzinę w prawo w stosunku do mojego celu. Oznacza to, że mój pocisk nie trafi, jeśli cel jest wystarczająco daleko. Jeśli strzelisz z równika na południe, kula również skieruje się na wschód, więc w wyniku tego będzie odchylać się w lewo. To ten sam efekt, ale „do góry nogami”. Ten efekt nazywa się efektem Coriolisa i daje huraganom ich moc.
W końcu zapytałeś: „dlaczego nie czujemy, że Ziemia wiruje pod nami?” To dlatego, że poruszamy się z Ziemią. Kiedy jesteś w pociągu jadącym ze stałą prędkością 50 mil na godzinę, nie czujesz, że się porusza (możesz odczuwać pewne nierówności z powodu wyboistych torów). Dopiero gdy przyspieszasz lub zwalniasz, czujesz, że wszystko się porusza. Gdy jesteś w pociągu, twoja prędkość jest stała, więc nic nie czujesz. To samo dotyczy Ziemi, z tym wyjątkiem, że obracasz się wokół osi Ziemi ze stałą prędkością 1000 mph. Nic się nie zmieniło, z wyjątkiem prędkości większej.
Prawdopodobnie wyjaśniłem to okropnie, więc nie krępuj się pytać.
źródło
Trudno jest odczuć rotację Ziemi osobiście, ale tylko dlatego, że nie jesteśmy bardzo wrażliwi na bardzo stopniowe zmiany i bardzo słabe „siły”. Istnieją jednak przedmioty codziennego użytku, które mogą pokazać nam obrót Ziemi. Balon mógł być złym wyborem, ponieważ nawet niewielki wiatr z czasem zdominuje problem. ( zobacz także ]
Wahadło
Jednym z obiektów jest wahadło Foucaulta .
Żyroskop
Kolejnym jest (drogi) aparat z inercyjną stabilizacją obrazu. Niektóre aparaty mają małe układy żyroskopowe, które wykrywają bardzo małe obroty korpusu aparatu i kompensują przetwarzanie obrazu.
Więcej informacji na ten temat można znaleźć w poniższych pytaniach i ich odpowiedziach.
źródło
To trzy pytania w jednym.
Jeśli pytasz, co czujesz, stojąc nieruchomo na powierzchni Ziemi, to dlatego, że
Siły ograniczenia przyjmują każdą wartość, która jest potrzebna do spełnienia ograniczenia, jeśli nie narusza to innych warunków. Na przykład siła normalna popycha normalnie na powierzchnię, aby utrzymać ograniczony obiekt na powierzchni (ograniczenie). „Innym warunkiem” w przypadku siły normalnej jest to, że siłę normalną można skierować tylko na zewnątrz. Tarcie wchodzi w grę, jeśli powierzchnia, na której stoi, nie jest pozioma. Innym warunkiem w przypadku tarcia statycznego jest to, że nie może on przekroczyć współczynnika tarcia statycznego razy siła normalna.
Ten sam rezultat powstaje, jeśli spojrzy się na rzeczy z perspektywy obracającej się ramy. Z tej perspektywy pozorna siła netto wynosi zero. Obrotowe ramy angażują siły fikcyjne, takie jak fikcyjna siła odśrodkowa. Ma to dokładnie tę samą wielkość, ale przeciwny kierunek siły netto obliczonej powyżej. Wynik końcowy jest taki sam.
To druga część pytania. O ile nie są na uwięzi, balony na ogrzane powietrze zwykle nie wracają do miejsca, z którego startują. Balony na gorące powietrze lecą tam, gdzie niesie je wiatr. Dlatego balony na gorące powietrze potrzebują zespołów pościgowych. Balon na ogrzane powietrze powróci do punktu startu, jeśli wiatr nie istnieje lub jeśli zmieni kierunek podczas lotu balonu. Pływalność, którą zignorowałem powyżej, jest niczym nieistotna dla balonu na ogrzane powietrze. Tutaj normalna siła jest znikoma (nie istnieje). Aby balon mógł pozostać w bezruchu, wiatr musi nie istnieć, a siła wyporu musi przybrać taką samą formę, jak normalna siła przyjmuje obiekt stojący nieruchomo na powierzchni Ziemi.
Ponieważ kula porusza się względem powierzchni Ziemi. Uwaga: to tylko strzały z bardzo dalekiego zasięgu, ponad kilometr, w których należy wziąć pod uwagę obrót Ziemi. Ruch pocisku uwzględnia kolejną fikcyjną siłę, efekt Coriolisa. Efekt Coriolisa wynosi zero dla stacjonarnej osoby i stacjonarnego balonu.
Efekt Coriolisa ma dwa podstawowe efekty podczas lotu pocisku: ugięcie w poziomie i ugięcie w pionie. Odchylenie w poziomie zależy od szerokości geograficznej, przy czym efekt jest najsilniejszy na biegunach, a zero na równiku. Efekt Coriolisa powoduje, że ruchome obiekty obracają się w prawo na półkuli północnej, ale w lewo na półkuli południowej. Odchylenie pionowe zależy od szerokości i kierunku. To odchylenie pionowe jest najsilniejsze na równiku, zero na biegunach lub jeśli kierunek ruchu jest na północ lub południe. Ugięcia są niewielkie, nawet jak na pocisk wystrzelony w kierunku celu oddalonego o kilometr. Jednak centymetry mogą być ważne.
źródło