Привет, друзья! Сегодня разберем довольно стандартную задачу по физике из раздела механики. Не смотря на то, что задача относится к типовым, кому-нибудь её разбор будет полезен.
Задача
Найти линейные скорости точек, находящихся на экваторе ( широта φ = 0° ), в Стамбуле ( широта φ = 41.5° ) и в Санкт-Петербурге ( широта φ = 60° ) при суточном вращении Земли.
Решение:
Рисунок - наше всё, поэтому сперва делаем его:
Суточное вращение Земли - это вращение нашей планеты вокруг своей оси с периодом обращения равным одним звездным суткам. Вращение происходит с запада на восток, а если бы мы наблюдали сверху (смотрели на северный полюс), то вращение происходило бы против часовой стрелки :)
Принимаем примерный радиус Земли за R = 6400 (км), период обращения за T = 24 (ч). Далее можно рассчитать линейные скорости на указанных широтах:
Как видите, на экваторе φ = 0° линейная скорость самая большая. А на северном (или южном полюсе) φ = 90° линейная скорость будет нулевой.
Как изменится вес тела при переезде из Арктики на экватор в Африку ?
Давайте проведем такой мысленный эксперимент и простейшие расчеты.
Итак, у нас есть сила тяготения и центробежная сила. Будем высчитывать показания в статике, чтобы не учитывать силу Кориолиса. Хотя она настолько незначительна, что сильно большой ошибки бы не дала.
Допустим, что у нас есть человек массой. На северном полюсе он встал на весы, и весы показали m = 100 [кг]. Сколько эти же весы покажут на экваторе?
Показания уже поменяются, т.к. из массы человека на полюсе мы будем должны отнять инерциальную силу (отнесенную к g, чтобы совпали размерности), принимающую своё максимальное значение как раз на экваторе. И вот что получится...
Получается, что при перелете с северного полюса на экватор наши весы обрадуют нас «похудением» примерно на 500 грамм.
Про различные эффекты, связанные с суточным вращением Земли можно почитать здесь (википедия). (!) Будьте осторожны: в википедии много ошибок (!)
Понравилась задачка? Поставьте лайк, подпишитесь на канал! Вам не сложно, а мне очень приятно :)
Если Вам нужен репетитор по физике, математике или информатике/программированию, Вы можете написать мне или в мою группу Репетитор IT mentor в VK
Библиотека с книгами для физиков, математиков и программистов
Репетитор IT mentor в VK
Репетитор IT mentor в Instagram
Репетитор IT mentor в telegram
