http://ufanian.livejournal.com/ ([identity profile] ufanian.livejournal.com) wrote in [community profile] useless_faq2008-12-06 06:06 pm

Дискомфорт на экваторе

На экваторе Земля вращается со скоростью 1 670 км/ч. Если человек прилетит на экватор из высоких широт (Гренландия, Антарктида) – будет ли он испытывать дискомфорт от большой скорости вращения?

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-06 02:38 pm (UTC)(link)
Во-первых, разница в ускорении свободном падении в основном и обусловлена разной центробежной силой (и была бы при идеально сферической Земле тоже). А во-вторых, линейная скорость движения - вещь относительная и сама по себе не ощущается никак.

[identity profile] knasib.livejournal.com 2008-12-06 02:44 pm (UTC)(link)
Понятно, мы с вами говорим о разных сущностях. Я думаю, что автор вопроса подразумевал все-таки, скорость движения материальной точки относительно абсолютно статичной небесной тверди.

[identity profile] apashenko.livejournal.com 2008-12-06 06:30 pm (UTC)(link)
О первом законе Ньютона слыхали?

[identity profile] 4irkov.livejournal.com 2008-12-06 07:59 pm (UTC)(link)
Разность ускорения свободного падения, по закону Ньютона, обусловлена силой тяготения, которая в свою очередь зависит от квадрата расстояния от центра земли. Центробежные силы являются фиктивными силами и на нее практически не влияют.

[identity profile] 4irkov.livejournal.com 2008-12-07 08:41 am (UTC)(link)
Да, немного опечатался: центробежные силы на нее вообще не влияют.
Про квадрат расстояния - это еще задолго до Ньютона было извесно.

Вот. А Галилеевский принцип относительности - это не совсем первый закон Ньютона, хоть и похож, за такие помарки на экзамене по физике за девятый класс оценку на балл снижают.

[identity profile] apashenko.livejournal.com 2008-12-07 09:54 am (UTC)(link)
Опять не попали.

Разность ускорения свободного падения, по закону Ньютона, обусловлена разностью геометрических сумм сил, действующих на тело. И центробежная сила тут как раз играет решающее значение.

А что касается фиктивности, просто название "центробежная сила" неверно отражает физическую сущность процесса и вовсе не означает, что этой силы не существует.

Про квадрат расстояния. Сила тяжести будет обратно пропорциональна квадрату расстояния до центра Земли только в двух случаях: если Земля - материальная точка или идеальный шар. В остальных случаях следует учитывать и другие факторы.

[identity profile] 4irkov.livejournal.com 2008-12-07 10:57 am (UTC)(link)
Разность ускорения свободного падения, по закону Ньютона, обусловлена разностью геометрических сумм сил, действующих на тело. Суммы сил, да, по первому закону.

И центробежная сила тут как раз играет решающее значение.
Херня, конечно, даже не будем обсуждать, каким образом ввели вообще это понятие.
Формула центробежной силы m*ω^2*R. Видим, что она прямо пропорциональна квадрату угловой скорости ω (которая одинакова) и прямо пропорциональна радиусу R. Сила же тяготения обратно пропорциональна квадрату радиуса R Причем! Гравитационная сила именно уменьшается в геометрической прогрессии, вашу же силу надо вычитать из этой оставшейся силы. Таким образом, центробежная сила ни на сколько не влияет на уменьшение Силы тяготения засчет расстояния от центра вращения, потому как она уменьшается в разы значительнее засчет ослабления гравитационного поля.

По третьему абзацу - тоже нет. Гравитационное поле по ньютону не зависит от формы тела вообще. Там вообще формы нет у него, шар, хуяр...

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-07 03:38 pm (UTC)(link)
ентробежная сила ни на сколько не влияет на уменьшение Силы тяготения засчет расстояния от центра вращения, потому как она уменьшается в разы значительнее засчет ослабления гравитационного поля.
Так она не уменьшается, а наоборот растёт!

Гравитационное поле по Ньютону не зависит от формы тела вообще

Причём тут лично Ньютон? Гравитационное поле тела - интеграл от гравитационного поля точек, из которого оно состоит. Поэтому вблизи тела, когда его нельзя принять за точку, вес будет зависеть от формы.
Для шара массой M и радиусом R вес тела массой m будет γmM/R2, где γ - гравитационная постоянная. А возьмём, например, в качестве "планеты" планеты тело, состоящее из двух таких касающихся шаров (точка касания будет его центром масс) и поместим тело массы m на прямой, проходящей через центры шаров на поверхности одного из них. Вес будет cуммой сил притяжения к двум шарам, γmM/R2+γmM/(3/2*R)2=γmM/R2=13/9*γmM/R2, а не 1/2*γmM/R2, если взять шар массы 2M и радиуса 2R.

[identity profile] 4irkov.livejournal.com 2008-12-07 04:30 pm (UTC)(link)
Так она не уменьшается, а наоборот растёт!
Кто она?
Я про силу тяготения, даже ее большой буквой обозначил, чтобы кто чего не подумал.

Для шара массой M и радиусом R вес тела массой m будет γmM/R2...
Очень может быть, что оно все именно так и будет. Но все это голые абстракции, живем мы не на точке касания двух шаров и не в центре бубликообразного астероида, а на поверхности нормальной, довольно-таки круглой планеты. Если, конечно, думать, что какой-то там холмик неподалеку смещает вектор силы притяжения - оно может и тоже правда, но смещение это не ахти какое - и вообще очень рационально утверждать, что его нет. На самом деле много вещей, которые влияют на усп, например архимедова сила воздуха. Кстати, думаю, если высчитать архимедову силу на экваторе, то она там слабее, и для легких объемных тел это скомпенсирует даже рост вашей любимой центробежной силы

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-07 04:39 pm (UTC)(link)
Кто она?
Я про силу тяготения, даже ее большой буквой обозначил, чтобы кто чего не подумал.


Я просто подумал, что Вы перепутали и написали, что это центробежная сила уменьшается. Извините.

Кстати, думаю, если высчитать архимедову силу на экваторе, то она там слабее, и для легких объемных тел это скомпенсирует даже рост вашей любимой центробежной силы

Так архимедова сила непосредственно от плотности воздуха, а она зависит от давления и температуры, т.е.погоды, а сама по себе погода ощущается непосредственно куда сильнее небольших изменений в весе.

Давайте посчитаем

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-07 03:14 pm (UTC)(link)
Давайте попробуем аккуратно посчитать центробежную силу (на 1 кг массы).
Вы сами привели формулу m*ω2*R (так и есть)
В сутках 84600 секунд. Угловая скорость равна 2π/86400 рад/с.
Радиус Земли по экватору равен 40*106/2π метров.
Центробежная сила на 1 кг получится 2π*40*106/864002=0,0336676 м/c2 Как указано выше, разница в g на полюсах и экваторе составляет 0,041 м/c2, то есть влияние центробежной силы составляет в этой разнице 80%




Re: Давайте посчитаем

[identity profile] 4irkov.livejournal.com 2008-12-07 04:00 pm (UTC)(link)
Это хорошо, что вы испольуете формулы и конкретные примеры, правда.
Но вы забыли посчитать центробежную силу на полюсе, найти разницу этих сил (экватор (минус) полюс), а потом уже и делить на массу разницу сил (которые в Ньютонах), чтобы получить разницу ускорения. И оно будет никак не 80ти-процентным от разницы ускорения свободного падения, там даже процента не будет.

Центробежная сила

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-07 04:10 pm (UTC)(link)
как известно, направлена перпендикулярно оси вращения. Так что если человек встанет прямо на полюс (и ось Земли пройдёт через него), то центробежные силы (разные для разных точек тела), будут не уменьшать вес, а пытаться разорвать человека на части :) (но это у них не выйдет, поскольку они будут крайне малы даже по сравнению с экваториальными, как поперечные размеры человека по сравнению с радиусом Земли.

[identity profile] lexxair.livejournal.com 2008-12-07 01:18 pm (UTC)(link)
а разве не разным расстоянием до ц.земли?

центробежной силы вообще нет - она есть только в неинерциальных системах отсчета.

[identity profile] konstkaras.livejournal.com 2008-12-07 03:02 pm (UTC)(link)
Разным расстоянием тоже (причём некоторые теории объясняют несферичность земли как раз действием центробежной силы в тот период, когда Земля не была твёрдой.

центробежной силы вообще нет - она есть только в неинерциальных системах отсчета.

Так система, привязанная к точке на экваторе, именно неинерциальна - она движется по окружности (относительно системы, привязанной к центру Земли).