如果地球是不停的翻轉的,那為什麼表面的水怎麼不倒完倒掉呢?

夜空還是那麼美


個人淺見:

地球直徑大約6千多公里,海洋最深的地方12點多公里,平均10公里不到。

何況地球還有強大的吸引力,只能說人類渺小了。


家傳紅


“如果地球是不停的翻轉的,那為什麼表面的水怎麼不倒完倒掉呢?”,其實我們可以理解為地球表面的水一直在掉,只不過其掉落方向指向地球本身。

力是改變物體運動狀態的原因

由牛頓第一定律可知,力是改變物體運動狀態的原因,因此如果海水要“掉”到太空,其必然改變了運動狀態,那麼也就表示海水必然受到了力的影響。首先我們將海水單獨看做一個整體來分析其受力情況,當海水覆蓋在地球表面時,其主要受到三個力,分別是地球的引力、月球的引力和伴隨地球自轉所產生的“離心力”,其實太陽以及地球的公轉也會對海水施加力的影響,但是在引潮力方面太陽的影響較小,我們就不考慮了。

我們假設有一立方米的海水放置於地球表面,然後通過計算其受力效果來分析本問題。已知一立方米的水質量為一千千克,地球的引力常數大約為10N/kg,因此地球對一立方米的海水引力大小約為10000N。伴隨著地球的自轉,除極點外其他位置的海水還會受到“慣性離心力“的影響,其中受力最大區域位於垂直地軸的赤道上,因為這裡的線速度和旋轉半徑最大。已知地球半徑約為6371km,赤道附近的線速度大小約463m/s,則向心力大小為33.6N。我們再簡單計算一下月球對地球表面一立方米海水的引力大小,已知地月距離約為384404km,月球質量約為7350億億噸,引力常量為G=6.67x10-11 N·m² /kg²,根據萬有引力定律可推測二者之間的引力大小約為3.3*10^-8N。

由於地球月球一直處於相對運動狀態,我們假設月球位於地心與赤道某點連線的延長線上,此時地表一立方米 水受到的遠離地球方向的作用力是最大的,等於這部分水受到的“離心力”與月球引力的疊加,但是根據上文估算的結果,即使二者相加也是遠遠小於來自地球的引力作用,由於力是矢量單位,既有大小也有方向,因為地球對這一立方米水的作用力最大,因此我們可以認為這一立方米受到的合力是指向地球的,根據牛頓定律可知,這一立方米的水即使發生“掉落“也會掉向地球。同樣,我們將這一立方米的海水推廣到整個海洋,地球上的海水總體積大約為1.4*10^21立方米,雖然地球一直處於自轉狀態且受到其他天體的引力影響,但是海洋依然會在地心引力的作用下牢牢的覆蓋在地表。

“久居蘭室不聞其香”

當我們長期處於某種環境時,我們往往會習慣這種環境帶來的影響。處於地表的任何物體都會受到地心引力的作用,由於我們長期生活在地球引力的環境中,這就造成在考慮問題時可能會忽略引力作為本質的一些情況,比如對於“水往低處流“現象,我們往往會想到地勢因素,而忽略最本質的引力因素。

萬有引力告訴我們,任何物體之間都存在引力的作用。在日常生活中,一個盛滿水的碗被打翻後碗中的水會傾瀉到地上,本質上是由於地球對碗裡面水的吸引作用大於碗本身對水的吸引作用,當你把地球看做一個傾倒“大碗“時,你也要站在“上帝的視角“來看待這個過程,而不能侷限於自己的生活經驗,由於其他力對海洋的作用遠小於“大碗“本身,所以海水永遠也不會倒掉。

總結

綜上所述,地球上的海水受到來自地球的引力作用遠大於其他天體的引力作用以及地球自轉所帶來的“慣性離心力”,因此地球上的海水總是能緊緊依附在地表。

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漫步的小豆子


很高興能看到到這個問題,感謝題主貢獻的話題。說實話,這個問題非常簡單,任何一個高中選擇了物理的學生幾乎都能做出很完美的回答。但我這裡要換個思路來幫您解決這個問題,因為這是一個思維方式問題,也是一個視角問題。讓我們做幾個實驗來看看視角是如何影響我們的思維的。

實驗一:

將一小滴水銀放在光滑、水平的玻璃板上,之所以要用水銀是因為水銀跟水都是液體,我們用玻璃板來模擬地球表面,水銀與玻璃之間是不浸潤的,所以這樣的受力分析就很簡單。

實驗現象:

一、如果水銀珠非常小,我們能看到,水銀珠幾乎呈現完美的球形。這是因為水銀表面的分子之間的吸引力特別大,大到足以抵抗地球的引力讓水銀保持近乎完美的球形。

二、只要我們稍微破壞玻璃板的水平,水銀就會在重力的作用下向低處滾動。事實上,這個應用在很多地方都有,比如相機三腳架調水平的那個泡,還有裝修工程中使用的水平儀也都是利用這個道理來製作的。

實驗分析:

水銀能夠在玻璃板上保持靜止不動,是因為玻璃板水平的時候,水銀受到地球的引力(重力)與玻璃板給水銀液滴的支持力大小相等,方向相反。水銀液滴受到的合外力為零。

當稍微傾斜玻璃板的時候,水銀受到的支持力與重力便不在同一條直線上,二者的合力不為零,所以水銀液滴在這個合力的作用下向低處滑動。

實驗二:

現在如果我們的玻璃平板足夠大,幾十幾百甚至是上千平方公里,然後我們在平板玻璃的中心位置,用水平儀將玻璃板調整到水平。之後我們就會看到,只有當水銀珠位於中心附近的一個小範圍內,水銀珠才能保持靜止不動。

如果我們將水銀珠放到遠離玻璃板中心的位置,水銀珠機會從靜止開始加速向中心滾動。此時這個平板玻璃給我們的感覺就像是一個大碗的內壁,好像中間凹下去了。

這是因為,當我們把這個玻璃板做得很大的時候,只有中心位置處,所受到的重力是垂直於玻璃板向下的,在遠離玻璃板中心的位置,引力都會斜向指向地心,所以水銀珠所受到的玻璃板的支持力與引力不在同一條直線上,它們的合力指向玻璃板的中心。

【劃重點】實驗一和實驗二的區別——我們的視野變大了。在實驗一中,我們的視野侷限在一小塊平板玻璃上,相當於地球表面的局部;在實驗二中,我們的視野放大了,放大到不能忽略地球表面彎曲的程度。

實驗三:

如果我們做一個足夠大空心玻璃球,這個玻璃球的球心與地球的質心重合,則我們將水銀珠放置在玻璃球外表面處任意一點,水銀珠所受到的地球引力與玻璃球表面提供的支持力的合力都為零。水銀珠都可以保持靜止狀態。

實驗四:

我們把水銀珠換成小水珠。奇怪的現象發生了,小水珠會迅速滴擴散開,成為一灘水,但不會覆蓋整個玻璃表面。我們可以把這灘水看做一個很矮的水柱。

明明有重力的作用,為什麼還會形成水柱,而不是變慢一個無限大的薄膜呢?這是因為,水的表面張力很大,表面張力讓水聚集在一起,而不是“垮”成一灘。我們在倒啤酒的時候,倒滿之後還能再倒進去一些,就是這個道理。

現在把小水珠變成一個太平洋那樣大的大湖倒在這個玻璃球的外表面上,我們能看到的是,水向四面八方流淌開去,最後包裹住整個玻璃球。這個時候,在玻璃球表面的任意一個局部,水所受到的引力都與玻璃板給它的支持力達到平衡。

總結

從我們前面的分析可以看到,其實地球上的水之所以是在表面沒有被“倒掉”主要原因是因為引力的方向指向著地心,而不是平行指向另外一個方向的。在地球質心之外,引力大小處處相等的地方不是一個平面,而是一個球面。

正因為如此,地球表面的水,才在地殼的支持力和向心引力的合力作用下保持裡目前的狀態。這是主要原因。

其實地球上的水體所受到的力,遠比我們前面分析的複雜。它還由於地球自轉,會向赤道附近聚集。也會在月球引力作用下潮起潮落。更會因為地殼的振動引起海嘯。

另一個需要注意的是,思考一個問題的時候,要把自己放到對應的環境或者說是視角上。比如說考慮整個地球的時候,我們就不能以站在地面的角度去觀察問題。在前面的四個實驗中,我們的視角一直在放大,從地面上的一個小局部,最後放大到從宇宙空間去看地球。

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眾所周知地球是圓的,嚴格來說地球是不規則的橢圓球體。地球赤道半徑6378千米,極半徑6356千米,平均半徑約6371千米。地球是兩極略扁、赤道略鼓的不規則的橢圓球體。

為什麼蘋果總是砸牛頓的腦袋?那是因為牛頓聰明?不是的,那是因為萬有引力。為何地球上的水不會翻轉流出去?為何地球背面的人不會掉出去?那是因為地球上所有的物體都受到方向指向地心的引力影響。力的作用是相互的,蘋果同樣對地球也有引力,只不過十分微小,因此蘋果還是隻能乖乖的往地上掉。潮汐現象就是一個很好的例證,海水要受到地球、太陽、月球的引力影響,出現週期性的漲潮落潮。


人往高處走,水往低處流。由於水是液體,有流動性,受到地球重力影響,自然會往地勢低的地方流淌。要想擺脫地球引力的影響,物體的速度必須要達到11.2千米每秒,也就是第二宇宙速度,才能脫離地球引力的束縛。僅僅達到第一宇宙速度7.9千米每秒,只能繞地球運轉成為人造衛星。

綜上所述,即便地球高速自轉,地球上的水還是老老實實呆在地球表面。

回答完畢,謝謝!


飛翔的寄居貓


這個問題很有意思,下面我分兩步來說明

宇宙它並非是地球這種有引力的環境,在那種真空的狀態之下,他並沒有上下左右和重力的影響,並且地球自身有著強大的吸引力,所有的江河湖泊被牢牢的向著地心吸引,所以它們只能由上往下流,不可能撒向天空。

題主想說的是,地球它不僅僅受到引力的影響,它自身也在高速的運轉,例如它的自轉速度,還有它圍繞著太陽的公轉速度,這種旋轉的速度非常快,但奇怪的是,地球卻能夠保證自身的穩定性,它的慣性並沒有讓地球上的海水跑出去。

其實地球的旋轉速度實際上要大於地球上的物體的旋轉速度,也就是說地球的轉速要領先一步,其他的物體雖然在同步,但是有著略微的時間差,除非地球出現了緊急剎車的現象海水會飛出去,其他的情況下還是根本跟不上地球的旋轉速度,所以海水不會飛出去。

不過說句實話,地球能夠保持現在這樣一個安全又生機勃勃的環境,說到底還是萬有引力之間的巧妙平衡,因此我們平時感受到的那些普通的事物,其實都暗含著非常巧妙的宇宙原理,我們的眼光不應該僅限於地球環境,而應該遠眺周圍,去觀察大宇宙的環境。

以上就是全部答案了,歡迎相互交流,祝你好運連連!


科學探索集中營


只有在大陽引力難於牽引地球時,地球才會發生不斷的翻轉。此時地球質點己不在太陽系平面之上。地球自轉軸也已有較大偏移。

在地球翻轉的情況下,海洋中巨量的水和地面可動的人和物,會按地球原來轉動的慣性飛出空中。同時當海水迴流時,又因為受到翻轉的力,而以加速度向外溢出。

最後,留給我們最末的印象,地球己是一顆裸球。

2020-2-4


手機用戶54578927414


因為地球有引力,引力的方向是向心的,地球表面的水始終被地球引力作用,並且指向地心,所以即使地球不停翻轉表面的水也不會倒掉。


宇宙天體物理


地心引力瞭解下


Mr徐3785


宇宙力是不分上下的


金三角610


萬有引力,所有物體都有向地心運動的趨勢。


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