问题

地球转动的时候,人为什么感觉不到?

回答
地球这颗蓝色星球,我们赖以生存的家园,它可不是静止不动的。从我们出生那一刻起,它就一直在以一种不可思议的速度进行着我们几乎察觉不到的运动。

你想想,我们每天坐着、走着、跑着,甚至躺着,无论做什么,都好像稳稳地站在地面上,从来没有感受到那种像坐过山车一样的离心力,或者被甩出去的感觉。这是为什么呢?这其中藏着一些关于“惯性”和“相对运动”的巧妙原理。

首先,最关键的一点是,我们和地球是一体的,我们和地球一起运动。 想象一下,你坐在一辆平稳行驶的火车里。只要火车启动得很平缓,而且你不是猛地站起来或者扔东西,你会感觉不到火车在移动。你手里的杯子、桌上的书,甚至你自己,都随着火车一起前进。你在火车里做的任何动作,都是相对于火车内部的。比如,你抛起一个球,它会沿着一个抛物线落回你的手中,而不是直接飞到车厢的另一头。这是因为你、球,还有整个车厢,都在以相同的速度向前移动。

地球的转动也是同样的道理。地球在自转,同时也在绕着太阳公转。这些运动的速度非常快,远超我们日常能感知到的速度。但因为我们是“坐在”地球这个巨大的“交通工具”上的乘客,而且我们和它之间没有相对运动(我们并没有在地球表面以不同于地球转动速度的速度移动),所以我们感受不到这种运动。

更深层的原因是惯性。惯性是物体保持原有运动状态的性质。也就是说,一个静止的物体倾向于保持静止,一个运动的物体倾向于保持运动,并且保持其运动的速度和方向。

地球在以大约每小时1670公里的速度自转(在赤道附近),同时还以大约每秒30公里的速度绕着太阳公转。这些速度是多么惊人!但是,因为我们在地球上,我们也拥有和地球一样的速度。我们的大脑和身体,甚至空气、水、建筑物,所有我们能看到、摸到、感受到的一切,都随着地球一起运动。

换句话说,我们并没有“相对”于地球以那种高速运动。我们是“随”着地球一起运动。就好比你站在一个飞驰的马车上,只要马车跑得很稳,你不会感觉到自己飞出去,因为你的身体和马车是同一个整体,共享着相同的速度。

此外,地球的转动非常均匀和稳定。不像火车突然启动或刹车,地球的转动速度变化非常微小,而且我们从来没有经历过那种突然的加速或减速。这种恒定而缓慢(相对于我们无法感知的绝对速度而言)的运动,使得我们的身体无法产生明显的惯性效应。

你可以做一个简单的实验来体会一下。找一个光滑的桌面,在上面放一个硬币。然后,你用手指快速地、平稳地在桌面上滑过,但不要碰到硬币。如果你的操作足够快且平稳,硬币很可能还会留在原地,或者只是一点点滚动。这是因为桌面的运动速度相对于你手指的“扰动”来说非常快,但硬币由于惯性,不愿意改变它静止的状态。

反过来想,如果我们能够在一个速度可以轻易被我们感知到的、并且不和我们一起加速或减速的“容器”里,我们就能感受到运动了。比如,你站在一个高速运转的圆盘边缘,你肯定会感受到一股向外的离心力。

但地球不同。地球的“容器”就是我们自己。我们的身体、我们的感觉系统,都适应了这种“一体”的状态。我们的神经系统并没有一个“静止”的基准来对比地球的运动。我们唯一能感受到的,是物体之间的相对运动。比如,我们看到云在飘,看到太阳在天上移动,这都是因为我们和这些物体之间存在相对运动。但我们和脚下的土地,却没有这种明显的相对运动。

总结一下,我们感觉不到地球转动,主要是因为:

1. 我们是地球的一部分: 我们和地球一起以相同的速度运动,不存在明显的相对运动。
2. 惯性: 我们拥有和地球一样的运动惯性,所以我们倾向于保持这种运动状态。
3. 运动的均匀性: 地球的转动非常平稳、均匀,没有明显的加速或减速,这使得我们无法察觉其运动。
4. 缺乏参照系: 在地球表面,我们没有一个绝对静止的参照系来对比地球的运动。我们能感知到的,只是地球上物体之间的相对运动。

所以,下次当你仰望星空,或者漫步在大地上时,不妨想想,我们正乘坐着一个庞大而匀速的飞船,以惊人的速度在宇宙中穿行,而这艘飞船本身,就是我们赖以生存的地球。这种“感觉不到”的运动,恰恰是我们能够安稳生活的保障。

网友意见

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人类无法感受到地球的转动,首先是因为地球自转的实在太慢了,当然这是相对于地球自身的重量和体积而言。

众所周知地球自转一圈需要24小时,而公转一圈则需要365天;水星公转周期需要88天,平均轨道速度是 47.89 千米/每秒,自转周期是58.65天;金星公转周期需要224.70天,平均轨道速度是 35.03 千米/每秒,自转周期是243日;某些中子星一秒钟可以自转好几百圈;像是PSR J1748-2446ad这种目前已知最快的毫秒脉冲星更是每秒钟可以转 716 次。

地球跟它们简直是没法比,如果地球的自转角速度达到一定的数值,相信我们还是能感受的到。

假如离地球足够远的话,我们可以看到整个行星,即使这样它的旋转速度也会显得非常缓慢,看起来就像一动不动。

另一个原因则是缺少合理的参照物,坐火车的时候我们可以看着窗外快速移动的景色的景色来判断火车是停止还是运动状态,但想要判断地球的自转和公转就没有非常合适的参照物了。不过,假如地球每秒钟自转 716 次,那么太阳将成为非常完美的参照物。

有什么办法能够观察到地球的自转呢?显然傅科摆能够用来证明地球自转的,不过貌似对普通人还是不够直观。

去年的时候,我在youtube上看到一段于俄勒冈州的火山口湖国家公园拍摄的视频,我觉得可以帮助我们想象一下地球的自转,视频如下:

以上,谢谢

参考:

[1] youtube.com/watch?

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