高速运动会产生离心力,地球高速旋转,我们怎么感觉不到呢

为了弄清楚这个问题,需要对一些基本的力学概念有所了解,不然永远都是想当然 。

高速运动会产生离心力,地球高速旋转,我们怎么感觉不到呢

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1、离心力的本质离心力这个名词,指的其实是一类力的统称,这类力箭头所指方向背离圆心,或者曲率中心 。通常我们见到的就向下图一样,其中绿色箭头就是离心力,其它还有向心力、切线力等 。
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离心力其实是根据其力的方向来定义的,因此凡是符合力的方向背离曲率中心的都可称之为离心力 。不过,我们常见的离心力是曲线运动过程中,由于法向加速度而产生的惯性力 。由此可见,离心力的本质是惯性力 。
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惯性力的本质又是什么呢?如上图,diyi图小车静止,车内外的人看红色小球得到同样的结论 。但是在第二图中,小车有加速度,车外的人会发现小球不动,但是车内的人会发现小球突然动了起来 。于是车内的人就很奇怪:明明没有力的作用,这个小球为何会动?在车内的人看来,有一个不存在的力,让小球动了起来,这就是惯性力 。
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在理论力学中,惯性力定义为质量与加速度的乘积,其方向与加速度方向相反,如上式 。
【高速运动会产生离心力,地球高速旋转,我们怎么感觉不到呢】
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2、离心力的感受为了弄清楚人能否感受到离心力,首先必须知道离心力究竟有多大 。我们知道地球自转一圈是24小时,即地球自转角速度约7.292e-5rad/s 。这其实是个非常缓慢的旋转,绝对称不上高速旋转 。但是,由于地球半径巨大,地表的线速度是非常快的,如下图所示,赤道处的线速度最快 。
以赤道为例,根据地球自转的角速度,以及地球的半径6371km,可以得到地表物体的法向加速度约为3.4e-2m/s2,考虑到人体的质量(75kg),这个惯性力(离心力)约为2.5N。这个力的大小大概是半斤的重物产生重力的大小 。
以葫芦娃为例,假设体重75kg,那么重力为750N,离心力为2.5N,剩下的是地面支撑力747.5N 。离心力占重力的0.33% 。由此可见,相对于重力而言,离心力几乎不存在 。对于人体的感知而言,绝大部分感知都用来感知重力和支撑力了,而占0.33%的离心力则被人体感知忽略了 。
3、总结地球并不是高速旋转,相反,地球的自转非常缓慢 。由此导致的离心力也非常小,约为重力的0.33% 。因此,人体无法感知到地球旋转带来的离心力 。
为什么高速旋转的纸会变得很锋利从而能切割硬物呢我们经常听到这样,太快了,介快咯,刷一下不见了等等,其实就说明一个字“快”,经常说天下武功唯快不破,如我的国的最新导弹东风,为哈?其实是物理学原理,在纸片高速旋转下,会产生一个相对的很大的力,其实就是能量统称,你说有力了大于被切割物硬度,那还不能切割正来吗,正如我们在跳远或跳高时要引跑下,其实也是为了蓄能,你应该感觉过物体相对特性,一个方向越快,其惯性越大,而止动就越困难,如行驶中刹车等等,不尽是纸,水,空气同样如此,经常听到,这风吹得象刀割,也如此原理 。其实可这样理解,为了让其快,就必须有一定的能量去支持,同样反之,有了一定的高速度,自然就有对应的能量指向,在其能量范围内,可切割相应物体


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