Verursacht die Erde, die um das Erd-Mond-Zentrum kreist, eine messbare Zentrifugalkraft?
On November 30, 2020 by adminIch habe gerade festgestellt, dass die Erde kein stationäres Objekt ist, um das der Mond kreist. Wie in dieser minimalistischen Animation aus Wikipedia gezeigt, umkreist die Erde tatsächlich ein gemeinsames Schwerpunktzentrum mit dem Mond. Wenn dies eine Karnevalsfahrt wäre, würden Menschen, die im Mond und auf der anderen Seite der Erde sitzen, sicherlich die auf sie wirkende Zentrifugalkraft spüren.
Dies ist jedoch in Wirklichkeit ein sehr großes System, und die Erde hat auch eine ziemlich starke Gravitationskraft auf der Erde Oberfläche sowieso. Wie groß ist diese Zentrifugalkraft, wenn es darum geht, die Schwerkraft genau zu messen oder Experimente durchzuführen, die auf der Schwerkraft beruhen? Schwankt die scheinbare Schwerkraft von 9,9 m / s ^ 2 auf 9,7 oder eher im Bereich von 9,800001 bis 9,799999 (unter der Annahme, dass der Durchschnitt genau 9,8 beträgt, was eine Vereinfachung darstellt). Oder fehlt mir etwas, was bedeutet, dass die Kraft nicht existiert?
Kommentare
- Haben Sie die Erde berechnet ' s Orbitalgeschwindigkeit? Versucht, die Formel zu erarbeiten?
- @userLTK Ich gehe davon aus, dass diese Gleichungen durchgeführt wurden und jemand auf eine Quelle hinweisen könnte, die sie diskutiert. Ich konnte nicht Ich finde bei Suchanfragen nichts Gutes, weil es eine Lawine grundlegender Artikel gibt: „So umkreisen Mond und Erde“.
- Fair genug. Ich habe nur ein wenig Mühe vorgeschlagen, bevor ich als eine Art Stapel gefragt habe -austauschempfehlung. (nicht nur googeln, sondern versuchen, es herauszufinden). Zugegeben, wenn Sie die Zentrifugalkraft basierend auf Radius und Geschwindigkeit berechnen, erhalten Sie ' eine falsche Antwort, aber Es wäre ein Anfang (Objekte, die durch den Raum fallen, auch bekannt als in Umlaufbahnen, ' erfahren keine auf sie einwirkende Kraft). Es war nur ein Vorschlag, vorher zu versuchen, die Mathematik zu erarbeiten fragen.
- Ich möchte nur hinzufügen, dass Sie bei einer Karnevalsfahrt ' die Krümmung nicht wirklich erfahren. Was Sie erleben, sind die zusätzlichen g-Kräfte aus der Zentrifugalkraft. Der Mond kann ' keine g ' Kräfte in Richtung des Erdmittelpunkts hinzufügen, nur weg von und selbst dann sind Effekte winzig im Vergleich zur Erde ' Schwerkraft.
- Es ' ist groß genug, um die Flut auf der Seite von zu verursachen die Erde gegenüber dem Mond.
Antwort
Dass Erde und Mond um ihren Schwerpunkt kreisen Die Perspektive eines trägen Bezugsrahmens ist etwas irrelevant. Eine Sache, die sehr relevant ist, ist, dass die Gravitationskraft von einem lokalen Messgerät nicht erkannt werden kann. Zum Beispiel fühlen Menschen, die still auf der Erdoberfläche stehen, die Schwerkraft nicht. Sie spüren stattdessen die normale Kraft, die sie vom Erdmittelpunkt wegschiebt. Die Gravitationskraft auf Astronauten in der Internationalen Raumstation beträgt ungefähr 90% dessen, was sie auf der Erdoberfläche erleben, aber sie spüren nichts davon.
Ein weiterer relevanter Faktor ist, dass die Erde als Ganzes Beschleunigen Sie zusammen mit Objekten auf der Erdoberfläche gravitativ in Richtung Mond (und Sonne, Jupiter, Venus und …). Die Gravitationsbeschleunigung dieser oberflächengebundenen Objekte in Richtung dieser anderen Körper ist nicht genau gleich Der Unterschied zwischen diesen Beschleunigungen führt zu einer Kraft, die gemessen werden kann. Dies ist die Gezeitenbeschleunigung. Eine äußerst empfindliche Waage zeigt, dass Sie etwas mehr wiegen, wenn die Der Mond befindet sich am Horizont als direkt über dem Kopf. Bei einer Person mit 61 kg beträgt dieser Gewichtsunterschied zwischen dem am Horizont befindlichen Mond und dem direkten Überkopf etwa 10 -4 Newton.
Verglichen mit dem Gewicht von ~ 600 Newton dieser 61 kg schweren Person ist dies ein sehr geringer Effekt. Dieser sehr kleine Effekt ist zusammen mit einem noch geringeren Effekt der Sonne (ungefähr die Hälfte) für die Gezeiten in den Ozeanen verantwortlich.
Kommentare
- in Zitat über den Unterschied zwischen KG und Mensch wäre fantastisch gewesen. Ich schätze, es ist in 100stel Gramm angegeben.
- @ com.prehensible – Das Gewicht wird in Newton gemessen, die Masse in Kilogramm. Letzteres ist unveränderlich und ignoriert relativistische Effekte. Die Masse einer 61 kg schweren Person beträgt 61 kg auf der Erdoberfläche, 61 kg auf der Mondoberfläche und 61 kg auf der Internationalen Raumstation (wo die betreffende Person im Wesentlichen schwerelos ist).
- Ich bin mir nicht sicher, ob Sie einen Link zu dieser Antwort hinzufügen möchten oder nicht, aber ich ' habe ihn mehrere Male verwendet mal ich selbst.
- @com.verständlich – die Antwort auf Ihre Frage lautet " ein Hunderttausendstel kg oder etwa 10 Milligramm " (61 kg) * (1e-4/600))
- @PeterErwin – Nein, es ist ' nicht die Antwort, zumindest nicht in der Newtonschen Mechanik, wo die Masse unveränderlich ist. Der Zenitwinkel des Mondes ändert nicht die Masse einer Person '. Dies wirkt sich jedoch auf das Gewicht einer Person ' aus.
Antwort
Erde und Mond befinden sich in einer Umlaufbahn umeinander, was bedeutet, dass die Zentrifugalkraft (nach außen träge) $ M_iV_i ^ 2 / d_i $ mit dem Zentripetal ausgeglichen ist ( reale innere Kraft), dh $ GM _ {\ oplus} M _ {\ mathrm {Moon}} / (d_ \ oplus + d _ {\ mathrm {Moon}}) ^ 2 $ , wobei $ d_ \ oplus $ die Entfernung von der Erde zum Erd-Mond-Massenschwerpunkt (cm) und $ d_ ist {\ mathrm {Moon}} $ ist der cm-Abstand des Mondes. Somit wird der größte Teil der Zentrifugalkraft der Bewegung um den cm aufgehoben. Da wir uns in einem Erdradius vom Erdmittelpunkt befinden, Die Annullierung ist nicht genau, und der Rest ist genau das, was wir die Mondflut nennen, dh die bekannte Gezeitenkraft des Mondes, die die meisten Gezeiten des Ozeans verursacht (es gibt auch eine Komponente aus der Umlaufbahn darüber t the Sun).
Die Gezeitenbeschleunigung wird auf der Wikipedia-Seite beschrieben.
Kommentare
- Dies ist eine Antwort, die ich über die Ausbuchtung gegen Podale im September 2015 gepostet habe.
Antwort
Etwas Interessantes aus Wikipedia :
Modell des Erd-Mond-Modells System: Größen und Abstände sind maßstabsgetreu. Es stellt den mittleren Abstand der Umlaufbahn und die mittleren Radien beider Körper dar.
Die Erde umkreist den gemeinsamen Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems in etwa 28 Tage , zur gleichen Zeit, zu der der Mond die Erde umkreist (oder genauer gesagt, das gemeinsame Zentrum des Erde-Mond-Systems, das sich unter der Erde befindet Oberfläche). Es wird geschätzt, dass die dadurch verursachte Zentrifugalkraft auf der Erdoberfläche minimal sein und nur in sehr großem Maßstab (z. B. den Gezeiten) beobachtet werden kann.
Schreibe einen Kommentar