地球绕着自转轴在旋转,在赤道那里的自转线速度最快。地球的半径为6371公里,地球每隔24小时自转一周,由此能够计算出地球赤道的线速度约为1668公里/小时,即463米/秒。已然赤道的线速度这么快,为什么那里的人不会被甩出去呢?

原因就在于地球的自转速度还不够快,地球的引力会拉住地球表面上的人,从而使他们不会被甩到太空中。依据牛顿力学,地球自转发生的“离心力(Fc)”为:

上式中,m为物体的质量,r为地球半径,θ为纬度,T为地球自转周期。

假定一个人的质量为60公斤,而且他站在地球赤道上(海平面),那么,因为地球自转发生的“离心力”为2牛。

另一方面,依据万有引力定律(Fg=GMm/r^2),地球关于60公斤的人所施加的引力约为589牛,这要远大于“离心力”。因而,地球上的人不会飞到空中。

那么,地球的自转速度需求到达多快,赤道上的人才会被甩到空中呢?

能够幻想,地球的自转速度越快,发生的“离心力”越大,直到它终究超越引力时,地球引力就无法束缚住赤道上的人。因而,人就会飞到空中,不断绕着地球做圆周运动,地心引力刚好充任向心力。由此能够得到如下公式:

代入数据,能够计算出,地球的赤道线速度约为7.9公里/秒。事实上,此刻的地球赤道线速度正是第一宇宙速度。在这种情况下,地球只需大约1.4小时的时刻就能绕着自转轴旋转一周。此刻也只要赤道上的人和物体会被甩入空中,而纬度较高的区域,自转速度较慢,引力能够束缚住那里的人和物体。

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