为什么我们感受不到地球在转?

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通俗的说就是“只在此山中,云深不知处”因为地球太大了,作为一个渺小的生物是感受不到这种旋转的?



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每个人的感觉都有差异吧,我就感觉到地球在转动,有时候还会晕球,也没喝酒,就头晕,毫无征兆,和晕车差不多的感觉,想到最后得出结论,就是地球转动把我转晕了。估计有点颠簸,凡人感觉不出来,我感觉到了,就有点晕。有一次还吐了,是不是地球转太快,我受不了了?后来去医院才知道是吃坏了,打了吊针就好了,差点错怪地球了



清请情感


我们无法感受到地球的旋转或旋转,因为我们都在以相同的恒定速度移动它。每24小时一次,地球在其轴上旋转一次。在地球赤道,地球自转速度约为每小时1,000英里(1,600公里/小时)。昼夜在你生命的每一天都在星空下围绕着你,然而你却感觉不到地球的旋转。

只要骑行顺利,你几乎可以说服自己,你不会动。一架大型喷气式飞机以每小时500英里(约合每小时800公里)的速度飞行,大约是地球在赤道上旋转的一半。但是,当你骑着那架喷气式飞机时,如果你闭上眼睛,你根本不觉得自己在移动。当乘务员过来并将咖啡倒入杯中时,咖啡不会飞到飞机后部。


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“坐地日行八万里”,我们生活在地球上每时每刻都在随着地球的自转和公转而运动,自转产生昼夜更替,公转形成四季之分。通过计算,在地球赤道处的自转线速度为每秒465米,公转的线速度为每秒30公里,这么快的速度,我们为何感觉不到地球在转动呢?主要原因如下:


一是自转的角速度很低。地球一天自转一圈,我们的转动角速度每分钟才0.3度。公转的角速度更低了,一天才接近1度。我们身体能够感受到转动,必须要有足够的角速度才可以,比如我们原地转圈,或者坐旋转木马,它们的角速度就非常快,我们才会感到眩晕,如果把这种运动的角速度换成地球自转或者公转那么低,还不得把人急死。

(加快20000倍的地球自转)

二是参照物的相对恒定。我们在随着地球自转或者公转的过程中,周围的建筑、树木、家具、山川等等,也都一起同步跟着运动,和我们的相对速度是稳定的,看不到参照物的移动我们自然也感觉不出来自己的转动。

三是地球的转动速度是稳定的。始终保持着一定的速度,没有明显的加速和减速过程。如果地球的转动来个突然加速或者“刹车”,对地表的大气层、建筑、河水流动等都会产生严重影响,发生外观性的极速改变,我们人体本身也会有所察觉。所以,地球运动的速度相对稳定定,保证了我们在地球上转动速度几乎不发生任何改变,我们当然也找不出转动的迹象。

但是,我们可以根据太阳和月亮在天空中的位置变化,判断出地球的转动过程,只是我们对于这种变化,早以习惯和适应,觉得再再正常不过了,不会自然的想出我们在转动而已。


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我们和地球一起动,而且没有参照物,所以没感觉。

人对运动的感觉是这样形成的:

对于直线运动的感觉,人对于匀速运动的感觉是依靠自己和其它物体的相对位置的改变来感知的;对于变速直线运动,人是依靠自己和其它物体的相对位置的改变和本体感觉来感知的。

地球的自转是一种变速运动,人类对它的感觉是依赖自己和其它物体的相对位置的移动来感知或依靠本体感觉来感知。由于我们周围的普通物体和我们的运动角速度是相同的,所以,我们无法通过它们判断地球的运动。并且,地球在转动时带给人的速度改变也是很小的,所以,人无法根据自身的加速度来判断自己是否在做转动。

人的本体感觉可以感觉自己是在转动,但是,如果角速度太小,人也是无法察觉的,由于地球的运动角速度太小,所以人类也是无法察觉的。

所以人类无法通过直观感觉感知地球在转动。

但是,人类可以通过理解的方式,通过观察天体的运动来推断地球的自转。


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简单的答案是因为我们和地球之间不存在速度上的差异,因此我们无法感知到地球的自转。除非地球在魔法的作用下突然停止自转,而我们依然保持现在的自转速度,那么我们就会被抛出地球,不过就算发生那样的事情,大概也没有几人能知道原因是什么,能正确认识到这是地球突然刹车所导致的。但另一方面,生活中存在一些现象,让我们能间接的感知或者证明地球在自转。

1.傅科摆

1851年,法国物理学家傅科,非常漂亮的用一个摆动实验,证明了地球在自转。傅科摆由此得名。许多地方的天文馆中因此,都用一个巨大的傅科摆,提醒人们,地球在自西向东自转着。

在傅科摆实验中,你会看到,在摆动过程中,摆动的平面会沿顺时针方向缓缓转动,摆动方向不断变化。注意,转动的方向和速度,和纬度有关。在赤道上,摆动平面不会转动,因为摆和地轴的关系是平行的。随着纬度的升高,转动速度加快,而转动的方向取决于南北半球,在南半球逆时针转动, 在北半球则顺时针转动。


由于在摆动平面上并无外力作用,因此这种运动现象,只能用地球本身在自转来进行解释,我们看到了这种相对运动现象,不是因为傅科摆本身在自转,而是我们相对着它在发生自转。

在这个夸大的动画中,可以领会为什么傅科摆能演示地球的自转。


2.星轨

当我们讨论运动的时候,我们需要选择参照系。遥远的恒星相对于地球而言,可以看做是不动点。星轨的照片,是显示地球在自转的利器,因为要么是我们在自转,要么是遥远的所有的恒星都在围着地球转,两种解释必居其一。

在过去,人们认为是太阳围着地球转,以此来解释太阳的东升西落,只有很少的人正确的认识到,不是太阳在东升西落,而是地球在自西向东自转着。毕竟,人们就是没有没有直观的体会到地球在旋转嘛。

但一个太阳围绕地球好理解,但天上所有的恒星都围绕着地球转,实在是件匪夷所思的事情。因此,有人认为地球非常特殊,产生了某种自大狂妄的幻觉,倒也能理解了。但今天的我们清楚的知道,地球不过是银河悬臂上的一颗星球,虽然因为生命的诞生,的确显示出地球的环境具有相当的特殊性,但整个宇宙围绕地球旋转这样的想法,基本已经从大众文化中被彻底清除了。

3.自由落体和风向的偏离

和匀速直线运动不同,自转是一个变速运动。因此,当物体处于自由落体状态时,将不可能沿地面观察者认定的垂线下落,因为下落的物体已经脱离地球当前的自转状态了。在不同的半球,自由落体将向不同的方向稍微有所偏移,这被称为科里奥利力。从宏观大气的风向看,由于地球的自转,北半球的风将向右偏转,偏南风逐步转为西至西南风,偏北风则渐转东至东北风;南半球则相反,风会向左偏转,偏北风渐转为西至西北风,而偏南风则逐步转为东至东南风。

1679年,牛顿预测在8.2米的高度抛下一颗球,由于地球自转的原因,小球将会向东偏移半毫米,但当时受制于各种原因,这个实验未能成功。直到18世纪末和19世纪初使用高塔小心的释放质量才获得结果。

做自由落体实验的高塔


4. 地球的自转时间在变化

2005年12月31日全球钟表统一加一秒。为什么会有如此奇怪的规定?

因为,科学家们发现,地球的自转速度在变慢,当前自转一圈需要23时56分2.1秒,但这个时间并非亘古以来一直不变,因此需要进行及时的调整,因为如今许多仪器的正常运转,都高度依赖于非常精确的时间。

有许多因素可以影响地球的自转速率,其中影响最大的是月亮。在遥远的过去,地球的自转速度比现在快,但随着月球慢慢的远离地球,地球的自转速度也随之放缓,这一现象被称为潮汐加速。

这是因为月球的质量相对于地球而言相当大,并且它离地球太近,这导致了它的吸引力会造成地球上的物质上升,尤其是海洋中的水,会沿着穿越地球和月球的轴线在两端隆起,这种现象被称为潮汐。

而在地球的自转中,潮汐隆起的周期刚好超过一天。使得隆起的部分,大量的水偏移了地月中心联线的轴线方向。造成地球和月球之间存在着扭矩。这个扭矩一方面提升了月球的轨道,另一方面导致地球自转减速。


除此之外,一些大型地质事件,由于改变了地球的质量分布,因此经由角动量守恒,而会改变地球的自转速率,比如2004年印度洋地震,经由监测系统,科学家们发现,地球的转动加速了大约3微秒。


当溜冰者收起双臂时,自转速度会加速。这一现象可用角动量守恒定律加以解释。


5. 地球为何会自转?

地球自转的原因,目前认为一是因为原行星盘本身就在旋转,另一则是只要重力吸积过程,也即将微小的尘埃吸附成一个巨大的球体的过程中,存在任何的不对称,就将最终形成行星的角动量。简单的说,困扰牛顿的所谓第一推动问题,在如今的天文学中已经得到解释。

欧洲天文台发布金牛座及原行星盘图像


裸猿的故事


为什么地球会转?我们感觉不到?这两个问题,都很好解答,也很好理解。

我们的星球不是我们觉得它在我们脚下的静止的地方,而是在宇宙中以难以置信的复杂方式移动.我们每 24 小时绕轴旋转一次,每年绕太阳旋转一次,而整个太阳系以 220 公里/秒的速度绕银河系运行, 它加速向本地组的仙女座体移动,仙女座体本身相对于大爆炸留下的辐射移动。那是很多宇宙运动!然而,我们根本感觉不到。



我们在身体里感觉不到它有一个简单的原因,但是对于那些习惯了他们在地球上的经历的人来说,这并不直观。

( 如果你在一辆时速 15 英里的汽车里,你把四肢伸出窗外,你会感觉到风轻轻地吹向它。的确,你走得越快,你感受到的力量就越大,但是你的手或脚感受到力量的方式不一定是直观的。如果你以每小时 30 英里的速度加速移动,你附属物上的力将是每小时 15 英里的四倍;如果你加速到每小时 60 英里,那么这个力量会升级到每小时 15 英里的 16 倍。 但是这种力量的存在只是因为你的手在物理上以相对的速度移动到它碰撞的空气分子上。相反,如果你关上车窗,你的手就不会感觉到任何力量。那是因为车内的空气相对于你的身体是静止的。只有当两个物体相对运动时,你才能感觉到一股力量。 )


当地球围绕太阳运行时,或者当太阳系围绕星系运行时,或者当我们的星系相对于我们本地组中的其他星系移动时, 或者当局部群体相对于宇宙的其他部分移动时,我们能够感觉到的对我们的身体没有影响。 没有我们可以应用的力传感器来检测这种运动的影响,原因很简单: 对我们身体施加力的一切,导致我们加速, 也在地球上施加比例力,导致它以完全相同的速度加速。就像你不能感觉到自己在一辆车窗卷起的平稳行驶的汽车里运动一样,只要你也不能感觉到地球在宇宙中运动, 与地球相连。这适用于你能设想的任何规模,从太阳系动力学一直到整个宇宙的规模。


事实上,这个故事甚至比这更深入,正如爱因斯坦在 100 多年前第一次直觉到的那样。称之为 “他最快乐的想法”,他意识到物体运动的任何变化似乎都是一种加速, 所有形式的恒定加速度 -- 包括万有引力 -- 都无法区分。 我们现在称之为爱因斯坦的等价原理,它告诉我们,任何加速参考框架都不能由内部系统的一部分确定其加速原因。换句话说,如果你是地球的一部分 ,而地球正在加速,那么你也会加速, 你将无法感受到任何不同原因的影响。 伽利略首先意识到这一点,他知道从比萨斜塔掉下来的球会直线下降,而不是在地球旋转时落后, 因为地球的大气层和我们的星球一起移动。



即使你不在地球上,这种现象也会成立!如果你在太空 -- 例如在国际空间站 -- 你绝对会加速,因为宇宙中移动你的一切的影响。大地拉扯着你;太阳和行星拉着你;银河系和宇宙的其他部分也会对你施加引力。 这些力量导致你加速。但是这些相同的力量也导致了你周围的所有物体,包括和你在一起的其他宇航员,无生命的物体 (如水果),以及空间站本身, 以与你相同的速度加速。你处于你所体验的 “自由落体” 中,那里的所有其他物体也是如此。相对于你的环境,没有净力,因此没有明显的加速度。

但是你可以发现一些例外,尽管你的身体是否足够敏感是值得怀疑的。我们从地球是一个大型三维物体的事实中体验到力量,我们只位于它表面的一个点。相对于地球,我们经历的一些力量与地球总体上经历的有些不同。 一个例外是潮汐力。你,你自己,是一个三维物体。你的脚,在地面上,比你的头稍微靠近地球的中心,这意味着来自地球的重力在你的脚上稍微更大。这可能不足以让你注意到,但是你可以设计一个对重力的微小差异足够敏感的实验。第一个看到它的是庞德-雷布卡实验,这是爱因斯坦引力理论的经典测试之一,惊人地验证了它。




另一个是潮汐对地球本身的影响。地球旋转,月亮拖着地球的地壳和周围的海洋。随着地球的旋转,来自月球的力量在每个单独的点上发生变化,导致海洋膨胀。 虽然作为一个人,你没有足够的敏感来探测力量的变化,但是你可以很容易地体验潮汐的进出,因为地球在它的轴上旋转。事实上,我们有两个海洋凸起,地球每天旋转一次,这意味着我们每天有两个低潮和两个高潮。你可能感觉不到自己身体中的潮汐力,但你可以清楚地体验到它的影响。


最后,地球本身自转的事实导致了地球表面万物所经历的一种特殊类型的力量:科里奥利力.因为地球相对于一个固定的位置是旋转的 (i.E.,关于它的轴),沿着它的表面在不同纬度的点将经历一个轻微的力,导致额外的旋转。 北极或南极的物体会经历最大的力,这将导致它在不在地球上的物体上经历额外的 360 度旋转。但是两个不同的半球经历了相反方向的旋转: 北极感觉是逆时针旋转,而南极感觉是顺时针旋转。对于赤道的人来说,力下降到零,而中间纬度的人在一天的时间里只得到部分旋转。

这个实验的第一次是由莱昂·傅科在法国戏


剧性地完成的,他通过一根长绳在巴黎万神殿的天花板上附着一个巨大的重量来完成他 1851 的实验, 法国。在让它直线运动后,它会在一天的时间里被监控,摇摆不定。随着时间的流逝,很明显钟摆不是简单的来回运动,而是相对于万神殿的其余部分旋转。 这是无可争议的证据,证明地球本身是在旋转,科里奥利力是真实的,事实上,地球旋转的预测是由一个直接的人证实的, 容易可见的实验。


作为人类,我们身体上的力传感器是原始的,只能在极短的时间内工作。只有在一天的时间里才能体验到地球的旋转,或者远远超出我们身体能力的精确测量, 探测地球的运动。 但是这个动作是真实的,你感觉不到它的原因不是因为我们没有移动,而是因为你的人体是恒定的, 关于地球本身的均匀运动。如果有什么东西从地球上对你施加了微分力,你会立刻感觉到。但如果没有这一点,你将需要一种比人体更敏感的仪器。简而言之,这是科学的一个重要部分: 找出超越我们显而易见的感官的方法来探索和学习宇宙。地球确实在移动,福柯钟摆是你如何看待它对你自己的影响!


纬度视角


理解这个问题,分为两个层次:1、你实际的感觉,2、客观世界的运动。

想象一下,你坐上了一台车,拉上黑色的窗帘,你看不到外面。它一直平稳的行驶,没有任何颠簸,速度不变。过一会儿,你就无法区分车是在动,还是在停止。

我们在地球上,就是这样,因为惯性定律,我们的速度和地球的转动一体。除非对比其他的参照物来观察。就像在上面那辆匀速前进的车里,拉开窗帘,你看到了外面的树在离自己远去,你才知道车在动。我们相对于地球来说,太小了,很难选择合适的参照物,以至于我们看到日出日落,以为太阳在动,而不是地球在动。



费爷在炕上


我们都知道地球是自转的,而我们站在地球上却没有感觉到地球在运动,也不会感觉到晕,那么这是为什么呢?那么下面就为大家揭晓下为什么地球在转动而我们感觉不到?人为什么不晕?

为什么地球在转动而我们感觉不到

人对运动的感觉是这样形成的:对于直线运动的感觉,人对于匀速运动的感觉是依靠自己和其它物体的相对位置的改变来感知的;对于变速直线运动,人是依靠自己和其它物体的相对位置的改变和本体感觉来感知的。  

地球的自转是一种变速运动,人类对它的感觉是依赖自己和其它物体的相对位置的移动来感知或依靠本体感觉来感知。由于我们周围的普通物体和我们的运动角速度是相同的,所以,我们无法通过它们判断地球的运动。并且,地球在转动时带给人的速度改变也是很小的,所以,人无法根据自身的加速度来判断自己是否在做转动。  

人的本体感觉可以感觉自己是在转动,但是,如果角速度太小,人也是无法察觉的,由于地球的运动角速度太小,所以人类也是无法察觉的。所以人类无法通过直观感觉感知地球在转动。但是,人类可以通过理解的方式,通过观察天体的运动来推断地球的自转。

地球在转而人却不晕原因  

1、这是因为,地球虽然转动速度非常的快,但由于没有参照物可以对比,所以人感觉不出地球在飞快的转动因此人就不会有晕的感觉了。这就好比是轮船在大海中航行,但你感觉不到轮船在行走,因为做为参照物的广阔天空距离我们太远,只有看看船下的海水你才能感觉到轮船在快速行走。  

2、电梯一动一停的时候多少会感觉不适,而走路也是有频率的,即也是有加速度变化的,但走路感觉不到不适。这是因为加速度足够小的时候,不仅进入大自然的盲区,也进入生理的盲区。而地球一小时才转15度,仅是钟表时针的一半,致使地球自转产生的加速度变化在生理的盲区中。另外早就适应了,也是原因之一。

3、因为你相对地球是静止的,而且你所站的土地足够大,地球转的很平稳,且没有任何参照物让你感觉地球在旋转,所以不容易感到晕眩。  

4、两种时候我们会感到头晕。1、有参照物让我们感觉到自己在运动。若把地球看一个整体,你能参考的参照物只有天上的星星太阳,但是距离太远你感觉不到他们的运动。2、是耳朵里的感受器晃动(晕车就是这一原理),但是匀速运动的时候不会晃动。2项都不实现,则不会头晕。


奇闻先知


【反驳】我们和地球一起运动,没有参照物,所以没感觉。人类对于运动的感觉是这样形成的:对于直线运动的感觉,人对于匀速运动的感觉是依靠自己和其它物体的相对位置的改变来感知的。就比如你在高铁上,旁边轨道有一辆相同速度行驶的高铁,你参考他来看,就会觉得自己原地不动。炮弹和地球处于一个惯性系中,拥有地球的自转速度,所以会落于原处附近。

【回答】当人类蒙着眼睛坐在处于匀速运动状态的高铁或飞机上时,人类的确感觉不到自己在运动。这个说法合理。但是地球的运动是自转,这是一种变速运动,为何感觉不到?

【反驳】对于变速直线运动,人是依靠自己和其它物体的相对位置的改变和身体感觉来感知的。由于我们周围的普通物体和我们的运动角速度是相同的,所以,我们无法通过它们判断地球的运动。并且,地球在转动时带给人的速度改变也是很小的,所以,人无法根据自身的加速度来判断自己是否在做转动。人类是可以感觉自己在转动的,但是,如果角速度太小,人也是无法察觉的,由于地球的运动角速度太小,所以人类也是无法察觉。但是,人类可以通过大脑理解的方式,通过观察天体的运动来推断地球的自转。

【回答】对于变速直线运动,可以用地铁的停止与启动作为模拟,当列车启动或到站时,都会出现变速运动,但凡有一丁点儿的速度差出现,并不需要参照系,人类都能感觉到。更何况,地球绝不是简单的变速直线运动。现实中的地球并不是旋转木马这么简单,而是无时无刻坐着过山车,如下图,这是科学家给出的模拟图,不是我个人杜撰的,地球以250km/h速度围绕银河系公转的轨迹是蛇形,这还不是匀速圆周运动,而是一个蛇形变速运动(不知如何准确描述,姑且这么描述..),各个方向都存在力在牵制着地球上所有的一切,这种运动就相当于全人类无时无刻在乘坐着没有安全带的过山车。我们都坐过过山车,请问,如果有人贩子蒙住了你的眼睛,把你绑在过山车座椅上,你会感觉不到吗?这根本不需要参照系!只要你的知觉感觉还在,你就能够感觉得到!另外,之所以说高铁和飞机无法模拟地球的运动状态,还有一个理由,那就是地球的地壳和大气层不存在刚性连接,地壳与大气层以及空气的质量差距极大,这决定了它们之间的惯性不可能相同,那么请问,为何地球的超高速自转运动没有形成地壳与大气层的速度差,从而造成超强台风?另外,要知道许多心脏有问题的老年人无法乘坐超级高铁,更别提超高速运转的过山车了,那么请问为什么那些老年人的心脏能够承受250km/h的变速速度运动?为什么他们没有因此猝死




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