為什麼我們感受不到地球在轉?

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通俗的說就是“只在此山中,雲深不知處”因為地球太大了,作為一個渺小的生物是感受不到這種旋轉的?



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每個人的感覺都有差異吧,我就感覺到地球在轉動,有時候還會暈球,也沒喝酒,就頭暈,毫無徵兆,和暈車差不多的感覺,想到最後得出結論,就是地球轉動把我轉暈了。估計有點顛簸,凡人感覺不出來,我感覺到了,就有點暈。有一次還吐了,是不是地球轉太快,我受不了了?後來去醫院才知道是吃壞了,打了吊針就好了,差點錯怪地球了



清請情感


我們無法感受到地球的旋轉或旋轉,因為我們都在以相同的恆定速度移動它。每24小時一次,地球在其軸上旋轉一次。在地球赤道,地球自轉速度約為每小時1,000英里(1,600公里/小時)。晝夜在你生命的每一天都在星空下圍繞著你,然而你卻感覺不到地球的旋轉。

只要騎行順利,你幾乎可以說服自己,你不會動。一架大型噴氣式飛機以每小時500英里(約合每小時800公里)的速度飛行,大約是地球在赤道上旋轉的一半。但是,當你騎著那架噴氣式飛機時,如果你閉上眼睛,你根本不覺得自己在移動。當乘務員過來並將咖啡倒入杯中時,咖啡不會飛到飛機後部。


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“坐地日行八萬裡”,我們生活在地球上每時每刻都在隨著地球的自轉和公轉而運動,自轉產生晝夜更替,公轉形成四季之分。通過計算,在地球赤道處的自轉線速度為每秒465米,公轉的線速度為每秒30公里,這麼快的速度,我們為何感覺不到地球在轉動呢?主要原因如下:


一是自轉的角速度很低。地球一天自轉一圈,我們的轉動角速度每分鐘才0.3度。公轉的角速度更低了,一天才接近1度。我們身體能夠感受到轉動,必須要有足夠的角速度才可以,比如我們原地轉圈,或者坐旋轉木馬,它們的角速度就非常快,我們才會感到眩暈,如果把這種運動的角速度換成地球自轉或者公轉那麼低,還不得把人急死。

(加快20000倍的地球自轉)

二是參照物的相對恆定。我們在隨著地球自轉或者公轉的過程中,周圍的建築、樹木、傢俱、山川等等,也都一起同步跟著運動,和我們的相對速度是穩定的,看不到參照物的移動我們自然也感覺不出來自己的轉動。

三是地球的轉動速度是穩定的。始終保持著一定的速度,沒有明顯的加速和減速過程。如果地球的轉動來個突然加速或者“剎車”,對地表的大氣層、建築、河水流動等都會產生嚴重影響,發生外觀性的極速改變,我們人體本身也會有所察覺。所以,地球運動的速度相對穩定定,保證了我們在地球上轉動速度幾乎不發生任何改變,我們當然也找不出轉動的跡象。

但是,我們可以根據太陽和月亮在天空中的位置變化,判斷出地球的轉動過程,只是我們對於這種變化,早以習慣和適應,覺得再再正常不過了,不會自然的想出我們在轉動而已。


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我們和地球一起動,而且沒有參照物,所以沒感覺。

人對運動的感覺是這樣形成的:

對於直線運動的感覺,人對於勻速運動的感覺是依靠自己和其它物體的相對位置的改變來感知的;對於變速直線運動,人是依靠自己和其它物體的相對位置的改變和本體感覺來感知的。

地球的自轉是一種變速運動,人類對它的感覺是依賴自己和其它物體的相對位置的移動來感知或依靠本體感覺來感知。由於我們周圍的普通物體和我們的運動角速度是相同的,所以,我們無法通過它們判斷地球的運動。並且,地球在轉動時帶給人的速度改變也是很小的,所以,人無法根據自身的加速度來判斷自己是否在做轉動。

人的本體感覺可以感覺自己是在轉動,但是,如果角速度太小,人也是無法察覺的,由於地球的運動角速度太小,所以人類也是無法察覺的。

所以人類無法通過直觀感覺感知地球在轉動。

但是,人類可以通過理解的方式,通過觀察天體的運動來推斷地球的自轉。


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簡單的答案是因為我們和地球之間不存在速度上的差異,因此我們無法感知到地球的自轉。除非地球在魔法的作用下突然停止自轉,而我們依然保持現在的自轉速度,那麼我們就會被拋出地球,不過就算髮生那樣的事情,大概也沒有幾人能知道原因是什麼,能正確認識到這是地球突然剎車所導致的。但另一方面,生活中存在一些現象,讓我們能間接的感知或者證明地球在自轉。

1.傅科擺

1851年,法國物理學家傅科,非常漂亮的用一個擺動實驗,證明了地球在自轉。傅科擺由此得名。許多地方的天文館中因此,都用一個巨大的傅科擺,提醒人們,地球在自西向東自轉著。

在傅科擺實驗中,你會看到,在擺動過程中,擺動的平面會沿順時針方向緩緩轉動,擺動方向不斷變化。注意,轉動的方向和速度,和緯度有關。在赤道上,擺動平面不會轉動,因為擺和地軸的關係是平行的。隨著緯度的升高,轉動速度加快,而轉動的方向取決於南北半球,在南半球逆時針轉動, 在北半球則順時針轉動。


由於在擺動平面上並無外力作用,因此這種運動現象,只能用地球本身在自轉來進行解釋,我們看到了這種相對運動現象,不是因為傅科擺本身在自轉,而是我們相對著它在發生自轉。

在這個誇大的動畫中,可以領會為什麼傅科擺能演示地球的自轉。


2.星軌

當我們討論運動的時候,我們需要選擇參照系。遙遠的恆星相對於地球而言,可以看做是不動點。星軌的照片,是顯示地球在自轉的利器,因為要麼是我們在自轉,要麼是遙遠的所有的恆星都在圍著地球轉,兩種解釋必居其一。

在過去,人們認為是太陽圍著地球轉,以此來解釋太陽的東昇西落,只有很少的人正確的認識到,不是太陽在東昇西落,而是地球在自西向東自轉著。畢竟,人們就是沒有沒有直觀的體會到地球在旋轉嘛。

但一個太陽圍繞地球好理解,但天上所有的恆星都圍繞著地球轉,實在是件匪夷所思的事情。因此,有人認為地球非常特殊,產生了某種自大狂妄的幻覺,倒也能理解了。但今天的我們清楚的知道,地球不過是銀河懸臂上的一顆星球,雖然因為生命的誕生,的確顯示出地球的環境具有相當的特殊性,但整個宇宙圍繞地球旋轉這樣的想法,基本已經從大眾文化中被徹底清除了。

3.自由落體和風向的偏離

和勻速直線運動不同,自轉是一個變速運動。因此,當物體處於自由落體狀態時,將不可能沿地面觀察者認定的垂線下落,因為下落的物體已經脫離地球當前的自轉狀態了。在不同的半球,自由落體將向不同的方向稍微有所偏移,這被稱為科里奧利力。從宏觀大氣的風向看,由於地球的自轉,北半球的風將向右偏轉,偏南風逐步轉為西至西南風,偏北風則漸轉東至東北風;南半球則相反,風會向左偏轉,偏北風漸轉為西至西北風,而偏南風則逐步轉為東至東南風。

1679年,牛頓預測在8.2米的高度拋下一顆球,由於地球自轉的原因,小球將會向東偏移半毫米,但當時受制於各種原因,這個實驗未能成功。直到18世紀末和19世紀初使用高塔小心的釋放質量才獲得結果。

做自由落體實驗的高塔


4. 地球的自轉時間在變化

2005年12月31日全球鐘錶統一加一秒。為什麼會有如此奇怪的規定?

因為,科學家們發現,地球的自轉速度在變慢,當前自轉一圈需要23時56分2.1秒,但這個時間並非亙古以來一直不變,因此需要進行及時的調整,因為如今許多儀器的正常運轉,都高度依賴於非常精確的時間。

有許多因素可以影響地球的自轉速率,其中影響最大的是月亮。在遙遠的過去,地球的自轉速度比現在快,但隨著月球慢慢的遠離地球,地球的自轉速度也隨之放緩,這一現象被稱為潮汐加速。

這是因為月球的質量相對於地球而言相當大,並且它離地球太近,這導致了它的吸引力會造成地球上的物質上升,尤其是海洋中的水,會沿著穿越地球和月球的軸線在兩端隆起,這種現象被稱為潮汐。

而在地球的自轉中,潮汐隆起的週期剛好超過一天。使得隆起的部分,大量的水偏移了地月中心聯線的軸線方向。造成地球和月球之間存在著扭矩。這個扭矩一方面提升了月球的軌道,另一方面導致地球自轉減速。


除此之外,一些大型地質事件,由於改變了地球的質量分佈,因此經由角動量守恆,而會改變地球的自轉速率,比如2004年印度洋地震,經由監測系統,科學家們發現,地球的轉動加速了大約3微秒。


當溜冰者收起雙臂時,自轉速度會加速。這一現象可用角動量守恆定律加以解釋。


5. 地球為何會自轉?

地球自轉的原因,目前認為一是因為原行星盤本身就在旋轉,另一則是隻要重力吸積過程,也即將微小的塵埃吸附成一個巨大的球體的過程中,存在任何的不對稱,就將最終形成行星的角動量。簡單的說,困擾牛頓的所謂第一推動問題,在如今的天文學中已經得到解釋。

歐洲天文臺發佈金牛座及原行星盤圖像


裸猿的故事


為什麼地球會轉?我們感覺不到?這兩個問題,都很好解答,也很好理解。

我們的星球不是我們覺得它在我們腳下的靜止的地方,而是在宇宙中以難以置信的複雜方式移動.我們每 24 小時繞軸旋轉一次,每年繞太陽旋轉一次,而整個太陽系以 220 公里/秒的速度繞銀河系運行, 它加速向本地組的仙女座體移動,仙女座體本身相對於大爆炸留下的輻射移動。那是很多宇宙運動!然而,我們根本感覺不到。



我們在身體裡感覺不到它有一個簡單的原因,但是對於那些習慣了他們在地球上的經歷的人來說,這並不直觀。

( 如果你在一輛時速 15 英里的汽車裡,你把四肢伸出窗外,你會感覺到風輕輕地吹向它。的確,你走得越快,你感受到的力量就越大,但是你的手或腳感受到力量的方式不一定是直觀的。如果你以每小時 30 英里的速度加速移動,你附屬物上的力將是每小時 15 英里的四倍;如果你加速到每小時 60 英里,那麼這個力量會升級到每小時 15 英里的 16 倍。 但是這種力量的存在只是因為你的手在物理上以相對的速度移動到它碰撞的空氣分子上。相反,如果你關上車窗,你的手就不會感覺到任何力量。那是因為車內的空氣相對於你的身體是靜止的。只有當兩個物體相對運動時,你才能感覺到一股力量。 )


當地球圍繞太陽運行時,或者當太陽系圍繞星系運行時,或者當我們的星系相對於我們本地組中的其他星系移動時, 或者當局部群體相對於宇宙的其他部分移動時,我們能夠感覺到的對我們的身體沒有影響。 沒有我們可以應用的力傳感器來檢測這種運動的影響,原因很簡單: 對我們身體施加力的一切,導致我們加速, 也在地球上施加比例力,導致它以完全相同的速度加速。就像你不能感覺到自己在一輛車窗捲起的平穩行駛的汽車裡運動一樣,只要你也不能感覺到地球在宇宙中運動, 與地球相連。這適用於你能設想的任何規模,從太陽系動力學一直到整個宇宙的規模。


事實上,這個故事甚至比這更深入,正如愛因斯坦在 100 多年前第一次直覺到的那樣。稱之為 “他最快樂的想法”,他意識到物體運動的任何變化似乎都是一種加速, 所有形式的恆定加速度 -- 包括萬有引力 -- 都無法區分。 我們現在稱之為愛因斯坦的等價原理,它告訴我們,任何加速參考框架都不能由內部系統的一部分確定其加速原因。換句話說,如果你是地球的一部分 ,而地球正在加速,那麼你也會加速, 你將無法感受到任何不同原因的影響。 伽利略首先意識到這一點,他知道從比薩斜塔掉下來的球會直線下降,而不是在地球旋轉時落後, 因為地球的大氣層和我們的星球一起移動。



即使你不在地球上,這種現象也會成立!如果你在太空 -- 例如在國際空間站 -- 你絕對會加速,因為宇宙中移動你的一切的影響。大地拉扯著你;太陽和行星拉著你;銀河系和宇宙的其他部分也會對你施加引力。 這些力量導致你加速。但是這些相同的力量也導致了你周圍的所有物體,包括和你在一起的其他宇航員,無生命的物體 (如水果),以及空間站本身, 以與你相同的速度加速。你處於你所體驗的 “自由落體” 中,那裡的所有其他物體也是如此。相對於你的環境,沒有淨力,因此沒有明顯的加速度。

但是你可以發現一些例外,儘管你的身體是否足夠敏感是值得懷疑的。我們從地球是一個大型三維物體的事實中體驗到力量,我們只位於它表面的一個點。相對於地球,我們經歷的一些力量與地球總體上經歷的有些不同。 一個例外是潮汐力。你,你自己,是一個三維物體。你的腳,在地面上,比你的頭稍微靠近地球的中心,這意味著來自地球的重力在你的腳上稍微更大。這可能不足以讓你注意到,但是你可以設計一個對重力的微小差異足夠敏感的實驗。第一個看到它的是龐德-雷布卡實驗,這是愛因斯坦引力理論的經典測試之一,驚人地驗證了它。




另一個是潮汐對地球本身的影響。地球旋轉,月亮拖著地球的地殼和周圍的海洋。隨著地球的旋轉,來自月球的力量在每個單獨的點上發生變化,導致海洋膨脹。 雖然作為一個人,你沒有足夠的敏感來探測力量的變化,但是你可以很容易地體驗潮汐的進出,因為地球在它的軸上旋轉。事實上,我們有兩個海洋凸起,地球每天旋轉一次,這意味著我們每天有兩個低潮和兩個高潮。你可能感覺不到自己身體中的潮汐力,但你可以清楚地體驗到它的影響。


最後,地球本身自轉的事實導致了地球表面萬物所經歷的一種特殊類型的力量:科里奧利力.因為地球相對於一個固定的位置是旋轉的 (i.E.,關於它的軸),沿著它的表面在不同緯度的點將經歷一個輕微的力,導致額外的旋轉。 北極或南極的物體會經歷最大的力,這將導致它在不在地球上的物體上經歷額外的 360 度旋轉。但是兩個不同的半球經歷了相反方向的旋轉: 北極感覺是逆時針旋轉,而南極感覺是順時針旋轉。對於赤道的人來說,力下降到零,而中間緯度的人在一天的時間裡只得到部分旋轉。

這個實驗的第一次是由萊昂·傅科在法國戲


劇性地完成的,他通過一根長繩在巴黎萬神殿的天花板上附著一個巨大的重量來完成他 1851 的實驗, 法國。在讓它直線運動後,它會在一天的時間裡被監控,搖擺不定。隨著時間的流逝,很明顯鐘擺不是簡單的來回運動,而是相對於萬神殿的其餘部分旋轉。 這是無可爭議的證據,證明地球本身是在旋轉,科里奧利力是真實的,事實上,地球旋轉的預測是由一個直接的人證實的, 容易可見的實驗。


作為人類,我們身體上的力傳感器是原始的,只能在極短的時間內工作。只有在一天的時間裡才能體驗到地球的旋轉,或者遠遠超出我們身體能力的精確測量, 探測地球的運動。 但是這個動作是真實的,你感覺不到它的原因不是因為我們沒有移動,而是因為你的人體是恆定的, 關於地球本身的均勻運動。如果有什麼東西從地球上對你施加了微分力,你會立刻感覺到。但如果沒有這一點,你將需要一種比人體更敏感的儀器。簡而言之,這是科學的一個重要部分: 找出超越我們顯而易見的感官的方法來探索和學習宇宙。地球確實在移動,福柯鐘擺是你如何看待它對你自己的影響!


緯度視角


理解這個問題,分為兩個層次:1、你實際的感覺,2、客觀世界的運動。

想象一下,你坐上了一臺車,拉上黑色的窗簾,你看不到外面。它一直平穩的行駛,沒有任何顛簸,速度不變。過一會兒,你就無法區分車是在動,還是在停止。

我們在地球上,就是這樣,因為慣性定律,我們的速度和地球的轉動一體。除非對比其他的參照物來觀察。就像在上面那輛勻速前進的車裡,拉開窗簾,你看到了外面的樹在離自己遠去,你才知道車在動。我們相對於地球來說,太小了,很難選擇合適的參照物,以至於我們看到日出日落,以為太陽在動,而不是地球在動。



費爺在炕上


我們都知道地球是自轉的,而我們站在地球上卻沒有感覺到地球在運動,也不會感覺到暈,那麼這是為什麼呢?那麼下面就為大家揭曉下為什麼地球在轉動而我們感覺不到?人為什麼不暈?

為什麼地球在轉動而我們感覺不到

人對運動的感覺是這樣形成的:對於直線運動的感覺,人對於勻速運動的感覺是依靠自己和其它物體的相對位置的改變來感知的;對於變速直線運動,人是依靠自己和其它物體的相對位置的改變和本體感覺來感知的。  

地球的自轉是一種變速運動,人類對它的感覺是依賴自己和其它物體的相對位置的移動來感知或依靠本體感覺來感知。由於我們周圍的普通物體和我們的運動角速度是相同的,所以,我們無法通過它們判斷地球的運動。並且,地球在轉動時帶給人的速度改變也是很小的,所以,人無法根據自身的加速度來判斷自己是否在做轉動。  

人的本體感覺可以感覺自己是在轉動,但是,如果角速度太小,人也是無法察覺的,由於地球的運動角速度太小,所以人類也是無法察覺的。所以人類無法通過直觀感覺感知地球在轉動。但是,人類可以通過理解的方式,通過觀察天體的運動來推斷地球的自轉。

地球在轉而人卻不暈原因  

1、這是因為,地球雖然轉動速度非常的快,但由於沒有參照物可以對比,所以人感覺不出地球在飛快的轉動因此人就不會有暈的感覺了。這就好比是輪船在大海中航行,但你感覺不到輪船在行走,因為做為參照物的廣闊天空距離我們太遠,只有看看船下的海水你才能感覺到輪船在快速行走。  

2、電梯一動一停的時候多少會感覺不適,而走路也是有頻率的,即也是有加速度變化的,但走路感覺不到不適。這是因為加速度足夠小的時候,不僅進入大自然的盲區,也進入生理的盲區。而地球一小時才轉15度,僅是鐘錶時針的一半,致使地球自轉產生的加速度變化在生理的盲區中。另外早就適應了,也是原因之一。

3、因為你相對地球是靜止的,而且你所站的土地足夠大,地球轉的很平穩,且沒有任何參照物讓你感覺地球在旋轉,所以不容易感到暈眩。  

4、兩種時候我們會感到頭暈。1、有參照物讓我們感覺到自己在運動。若把地球看一個整體,你能參考的參照物只有天上的星星太陽,但是距離太遠你感覺不到他們的運動。2、是耳朵裡的感受器晃動(暈車就是這一原理),但是勻速運動的時候不會晃動。2項都不實現,則不會頭暈。


奇聞先知


【反駁】我們和地球一起運動,沒有參照物,所以沒感覺。人類對於運動的感覺是這樣形成的:對於直線運動的感覺,人對於勻速運動的感覺是依靠自己和其它物體的相對位置的改變來感知的。就比如你在高鐵上,旁邊軌道有一輛相同速度行駛的高鐵,你參考他來看,就會覺得自己原地不動。炮彈和地球處於一個慣性系中,擁有地球的自轉速度,所以會落於原處附近。

【回答】當人類蒙著眼睛坐在處於勻速運動狀態的高鐵或飛機上時,人類的確感覺不到自己在運動。這個說法合理。但是地球的運動是自轉,這是一種變速運動,為何感覺不到?

【反駁】對於變速直線運動,人是依靠自己和其它物體的相對位置的改變和身體感覺來感知的。由於我們周圍的普通物體和我們的運動角速度是相同的,所以,我們無法通過它們判斷地球的運動。並且,地球在轉動時帶給人的速度改變也是很小的,所以,人無法根據自身的加速度來判斷自己是否在做轉動。人類是可以感覺自己在轉動的,但是,如果角速度太小,人也是無法察覺的,由於地球的運動角速度太小,所以人類也是無法察覺。但是,人類可以通過大腦理解的方式,通過觀察天體的運動來推斷地球的自轉。

【回答】對於變速直線運動,可以用地鐵的停止與啟動作為模擬,當列車啟動或到站時,都會出現變速運動,但凡有一丁點兒的速度差出現,並不需要參照系,人類都能感覺到。更何況,地球絕不是簡單的變速直線運動。現實中的地球並不是旋轉木馬這麼簡單,而是無時無刻坐著過山車,如下圖,這是科學家給出的模擬圖,不是我個人杜撰的,地球以250km/h速度圍繞銀河系公轉的軌跡是蛇形,這還不是勻速圓周運動,而是一個蛇形變速運動(不知如何準確描述,姑且這麼描述..),各個方向都存在力在牽制著地球上所有的一切,這種運動就相當於全人類無時無刻在乘坐著沒有安全帶的過山車。我們都坐過過山車,請問,如果有人販子矇住了你的眼睛,把你綁在過山車座椅上,你會感覺不到嗎?這根本不需要參照系!只要你的知覺感覺還在,你就能夠感覺得到!另外,之所以說高鐵和飛機無法模擬地球的運動狀態,還有一個理由,那就是地球的地殼和大氣層不存在剛性連接,地殼與大氣層以及空氣的質量差距極大,這決定了它們之間的慣性不可能相同,那麼請問,為何地球的超高速自轉運動沒有形成地殼與大氣層的速度差,從而造成超強颱風?另外,要知道許多心臟有問題的老年人無法乘坐超級高鐵,更別提超高速運轉的過山車了,那麼請問為什麼那些老年人的心臟能夠承受250km/h的變速速度運動?為什麼他們沒有因此猝死




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