地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
为什么有些人认为地球的重力是由自转产生的呢?
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地球引力原则上为自重加势能产生,自转洽是涨力。
地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
是不是地球自转太快了,就产生引力了?有何依据?
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根据爱因斯坦的广义相对论,大质量星体能引起其周围时空的扭曲,质量越大,引起的时空就扭曲的越厉害,比如说太阳就引起了周围时空的扭曲,地球就在弯曲的时空上作短程线运动,水星近日点进动和遥远恒星发出的光线经过太阳时发生的偏折就是很好的证明广义相对论的现象。
同样的道理,地球也有质量,同样可引起地球周围时空的扭曲,而我们的月球和人造卫星就是在这个扭曲的时空上作短程线运动。
那地球为什么会自转呢?有一种说法是存在着所谓的“原动力”。在地球形成之初,宇宙中的星际云在某种干扰下发生引力坍缩,无规则的气体和尘埃云的角动量几乎不可能互相抵消,所以会在某个方向上多出一个角动量,随着引力的坍缩,气体和尘埃云会在某一方向上的旋转速度变得越来越快,地球继承了角动量开始自转,地球就得到了自转的原动力。
如果地球自转加快,则离心力加强,体重会下降,一年的天数会增加,另外洪水、飓风等会增加,除此之外可能产生更多意想不到的后果!所以地球自转加快并不是什么好事!不过,实际情况正好相反,由于月球的存在,地球的自转速度正在逐渐减慢,因为月球每年都会从地球获得一点能量,并向更远的地方漂移。据估计,地球自转速度在过去100年中下降了约1.4毫秒。如果把这作为一个参考点,将需要大约5万年的时间来增加一秒的地球日长度。
所以并不是地球自转产生了万有引力,万有引力只是是时空弯曲的一种效应。
地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
地球绕着太阳转,地球自转产生了白昼,公转产生四季,那么引力之前地球是如何转起来?
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首先说明:没有引力之前的说法。致于地球是如何转起来的?这要追诉到太阳系形成时的原始星云的状态。(原始星云是如何来的,另有假说)太阳系原始星云团的尺度比现在太阳系的尺度还大,而且大体上以现在的黄道面为旋转平面绕中心在旋转。星云团中的星际物质不是绝对均匀的。在万有引力的作用下,星云团中的物质慢慢向密度较大的各个质点会聚。随着时间的推移星云团中心的较大的质点集聚成原始的太阳,周围的无数质点集聚成大大小小的无数原始的星球,这时太阳系已现雏形。由于原始星云团是旋转的,所以物质向各质点集聚的过程中都以原有的角动量向各自的中心聚拢。由于角动量不变,越靠近中心,旋转的越快(这和速滑冰运动员收紧双臂后自转加快一个道理)。我们的地球自转的动量就是太阳系形成时所积蓄的,其它星球,包括太阳的自转也是如此。
地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
地球自转可产生引力,为何月球却不能?
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问题:地球自转可产生引力,为何月球却不能?
直话直说,这种认知是错误的。
万有引力与自转没有毛关系,凡有质量的物体,都存在万有引力,因此引力是物质本质属性,一个原子也不例外,何况月球呼?只不过引力是四种基本力中强度最小的力,在小的物体上很难表现和测量出来而已。
牛顿发现万有引力定律已经三百多年了,早已经成为一种基本科学常识。万有引力定律表达式为:F=GMm/r^2。这里的F表示引力大小值,G为引力常数,M和m代表两个发生引力相互作用物体的质量,r为作用物体之间的距离。这个公式告诉我们,物体质量越大,引力越强,物体之间距离越远,引力衰减得越快。
引力大小在天体表面表现为重力大小。
地球的质量为5.965*10^24kg,也就是约59.65万亿亿吨;月球的质量为7.349*10^22kg,也就是约7349亿亿吨。地球质量是月球质量约81倍,地球的引力当然就比月球大很多了。在天体表面,作用于物体上的引力主要以重力方式出现,根据引力定律得到的重力公式为:g=MG/r^2。这里g为重力,M为天体质量,G为引力常量,r为天体半径。
我们知道,地球半径约6371000米,月球半径约1738000米。根据重力公式,可得到地球表面重力g≈9.8N,月球表面重力约1.62N。重力从引力而来,但并不完全等于引力,是引力形成的向心力和天体自转形成的离心力的一个分力,因此重力在一个星球上并不完全一致的,一般随着纬度升高而加大,在两极达到最大,在赤道最小。
比如地球重力在两极约9.832N,在赤道约9.78N。一个天体自转越快,这种差距就会越明显,月球自转比地球慢多了,27.32个地球日才转一圈,这种差距就会小很多。因此,我们取重力值一般就会取一个大致平均值,地球重力为9.8N,月球重力为1.62牛,这样月球重力只有地球约1/6。
重力最直观的感受就是重量。
重量是物体受重力大小的度量,也就是说同样质量的物质,在重力大的天体上就会越重,重力小的天体上就会越轻,而且会与重力成比例。这样在地球上1kg质量的东西就是9.8N,而在月球上只有1.62N,也就是说地球上60kg的重量,在月球上只有10kg。
因此我们看到阿波罗任务登陆到月球的宇航员们,虽然穿着笨重的宇航服,但走路还是一跳一跳的,因为体重变轻了,随便一用力就会飞起来,且由于宇航服笨重不好迈步,只能作“兔子跳”。这也是在月球上发射登月舱的上升段时,会轻便很多,省很多燃料的原因。
我们嫦娥五号登月器在完成月球采样任务后,上升器从着陆器上分离,发射回到200km高空的环月轨道,也是利用月球重力很小的原理,计算好所需燃料动力实现的。
地球和月球引力相互影响。
根据万有引力定律,引力是相互作用,月球围绕着地球转,虽然地球的引力起着主导作用,但月球的引力也是不可忽略的。事实上,月球公转的质心并不是在地球中心,而是地球与月球引力共同形成的一个质点,地球和月球都围绕着这个质点转动。由于地球比月球质量大很多,这个质点依然还在地球以内,但不在地心,而是在地心偏向地表4671km处。
由于地球引力占主导,因此月球早就被地球引潮力潮汐锁定了,自转与公转同步了,只能一面一直向着地球。所谓引潮力是引力的一种变形,一个天体的引力作用于另一个天体,总量是既定的,但作用于由于不同位置的力是不一样的,这就是引潮力。
引力对天体不同位置大小不一,就会导致天体表面变形,对天体起到拉拽作用,这样天体自转受到影响,变得越来越慢。月球就是这样被地球锁定的,在太阳系,被各大行星潮汐锁定的卫星至少有三十多个。月球虽然引力比地球小很多,但其引潮力对地球有着重大影响,尤其是对地球生命有着决定性影响。
没有月球,就不会有我们的存在。
别看月球引力比地球小很多,但月球引潮力同样有让地球被潮汐锁定的趋势。科学观测表明,地球自转每年变慢15微秒,就是月球引潮力作用的结果。不过这种变慢即使到50亿年后,每年也只能慢75000秒,一年也慢不了21个小时,因此到太阳系毁灭地球也不会停转,但却显示出月球虽小野心很大,趋势如此。
月球对地球引潮力最大最明显的影响就是大海的涨潮落潮,由于月球距离地球很近,相对距离1.5亿km的太阳,月球对地球的引潮力比太阳要大2.5倍,因此地球大海涨潮落潮主要受月球引潮力影响。月球运行到地球什么位置,那个位置以及地球反面相对位置的潮水就最大,这样地球海洋每天就有两次涨潮落潮,这种气势磅礴的全球运动,是地球的呼吸,生命的呼唤。
科学研究认为,如果没有45亿年前地球与“忒伊亚”,一个和火星差不多大小的行星那一撞,从此地球有了一年四季,诞生了月球有了更大的海洋潮汐,生命就很可能不会孕育和演化出来,就没有今天的你我在这里胡吹海侃了。
综上所述,月球引力不但存在,还严重影响着我们每一个人乃至地球万物的生存和生活。如果现在突然没有了月球引力,地球的一切环境气候将完全改变,所有的生命都将灭绝,地球就会成为一个死星。就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
地球自转和公转分别产生了什么自然现象?自转和公转的方向和周期分别?
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地球自转:
产生的自然现象是:昼夜交替
自转的方向为:自西向东
自转的周期是:1个太阳日,即24小时。(准确来说是23小时56分4秒)
地球公转:
产生的自然现象是:昼长夜短的变化及四季的变迁。
自转的方向为:自西向东
自转的周期是:一年
地球自转产生了什么现象(地球自转产生了昼夜交替现象)
地球的万有引力是由地球自转产生的,还是由地球本身物质决定的?
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从我们的诞生到我们的死亡,“地球的引力”无时无刻不作用到我们身上,正因为它一直陪伴着我们,所以我们才会忽略它的存在。跟进一步说,“地球的引力”的存在和我们人类没有任何关系,从地球诞生开始,它都一直作用在地球(包括固体地球、附着固体地球表面的地表水及大气层)本身及其周围天体(月球、太阳及其它路过地球轨道的小天体)。虽然是作为人类这一物种其中一员的牛顿发现了它,并把它和太阳系中天体的运动统一到了一起,并用数学的方式表达出来。
大家都在中学课本中学过引力的表达式是:F=GMm/R^2,其中F表示引力大小,G为引力常数,M和m分别为两个物体的质量,而它们之间的距离用R表示。从这个公式看出,引力只和三个物理量有关,即两个物体的质量和距离;而公式中没有任何运动有关的物理力量,也就说引力和物体的运动无关。因此可以说地球的引力和地球的转动无关,是有地球本身的质量所决定。
“万有引力”的外文对应是“Gravitation”。牛顿的学说最早被介绍进入中国之初叫做“重学”,分别有《重学浅说》和《重学》。据说后来被从日文“万有引力の法則(ばんゆういんりょくのほうそく)”转译而来的“万有引力”所取代。我猜之所以能够取代,主要原因是“万有引力”这个词组中的“万有”体现了牛顿时空下引力的本质(不是“固体有”、“动有”或者“X有”),也就是说不论物质的物态、运动和其它特性,只要它(质量)的存在,就会有引力产生。这也从另一个侧面回答了提问者所提出的问题。
万有引力实证和测量的著名“卡文迪许扭秤实验”(物理学史上的经典实验之一)可以从实验角度直接回到提问者的问题。这个实验也是第一个在实验室内完成的测量两个物体之间万有引力的实验。下面的这幅图展示的卡文迪许制造的那台著名扭秤。
于1798年发表在《自然科学会报》论文中的卡文迪许扭秤图
卡文迪许扭秤实验原理如下:
用丝线捆绑长1.8米的木棍两端各有一个直径2英寸、重为1.61英磅的铅球。两个直径12英寸、重为348英磅的大铅球分别放在小球附近大约9英寸远的地方,各自用悬挂装置挂起。两个大球放在水平木棒的两侧,使得它们施加于小球的力使木棒向同一个方向旋转。小球和木棒受力旋转后,吊起木棒的丝线就会旋转,直到丝线中产生的反向力矩与大小球之间引力的力矩平衡为止。测量木棒转过的角度可以知道丝线扭转后产生的力矩,进而可以得出大小铅球之间的引力大小。
扭秤原理示意图
替换不同质量的铅制球,可以看到丝线扭转的程度的不同。在扭秤实验中产生引力的四个铅制大/小球,都是静止不动的,而它们之间的引力使得悬挂小球的丝线发生扭转。所以从这个实验就可以知道,物体(地球)产生引力和它的运动状态(旋转)无关,而只和它的质量有关。
我是南极观星人,主业是在南极看星星,也是《宝宝的物理学》和《玩转星球》译者,欢迎 关注 我
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