Ich bin mir nicht sicher, ob alle Details des Experiments zutreffen, aber im Grunde ging es so. Jemand markierte ihren Startort in einem Heißluftballon und stieg direkt in die Luft. Sie blieben einige Zeit suspendiert, bevor sie direkt wieder nach unten kamen. Anscheinend war das Ergebnis, dass sie nicht vom ursprünglichen Startpunkt unter ihnen abgewichen waren. Vielleicht habe ich das alles falsch verstanden, aber ich bin mir sicher, dass es nahe ist.
Aber wenn in diesem Experiment die Erde keinen Einfluss auf den Landepunkt hatte, warum muss die „Drehung der Erde“ berücksichtigt werden, um den Schuss zum Beispiel mit einem Langstreckengewehr zu erzielen? Jetzt weiß ich, dass es nicht der beste Vergleich ist und dass es in beiden Szenarien viele verschiedene Faktoren gibt. Zum Beispiel "Die Kugel reist und im Experiment war der Ballon nicht", aber ich würde gerne verschiedene Theorien und Meinungen darüber hören, warum dies so ist.
PS Ich weiß, eine beliebte Antwort wird sein, dass die Erde zu massiv ist, als dass wir sie spüren könnten, aber ich denke tiefer darüber nach!
Antworten:
Es gibt zwei verschiedene Dinge, die nicht zu sehr miteinander zusammenhängen (soweit ich das beurteilen kann). In der Situation mit dem Heißluftballon würden Sie denken, dass sich die Erde unter Ihnen drehen könnte, wenn Sie 6 Stunden lang darüber schweben und an einem völlig anderen Ort landen würden. Da sich der Heißluftballon anfangs auf der Erde befand, bewegte er sich leider bereits mit der Erde. Es sind viele Referenzbilder im Spiel, obwohl wir das Gefühl haben, stehen zu bleiben. Jeder auf der Erde steht still an der Oberfläche. Die Oberfläche dreht sich jedoch um die Erdachse. Die Erdachse (und die Erde selbst) umkreist die Sonne. Die Sonne geht um unsere Galaxie und unsere Galaxie reist durch den intergalaktischen Raum.
Wie hängt das mit der Situation des Heißluftballons zusammen? Nun, weil der Ballon an der Oberfläche war, bewegte er sich bereits mit der Oberfläche der Erde. Weißt du noch, wie ich sagte, dass sich die Erdoberfläche um die Erdachse dreht? Nun, da der Ballon anfangs auf der Oberfläche war, dreht er sich auch mit der Erdachse, genau wie die Oberfläche! Was wäre, wenn wir diesen Hover-Effekt erzielen wollten? Ich habe vorhin gesagt, dass die Erde die Sonne umkreist. Um diesen Hover-Effekt zu erzielen, benötigen wir unseren Heißluftballon, um die Sonne ohne zu umkreisenum die Erde drehen. Mit einem Heißluftballon ist dies nicht möglich, da sich die Atmosphäre zufällig auch mit der Erde bewegt und Heißluftballons nicht in den Weltraum gelangen können. Um diesen Hover-Effekt zu erzielen, bräuchten wir ein Raumschiff mit viel Treibstoff. Wenn ich ein schwebendes Raumschiff hätte, das nicht mit der Erde in Umlauf wäre (dies würde wieder viel Treibstoff kosten), dann könnte ich an derselben Stelle schweben und die Erde unter mir drehen lassen.
Sie fragen sich wahrscheinlich, wie ich das mit einem Raumschiff erreichen könnte, das ursprünglich auf der Erdoberfläche war. Dieser Schwebeeffekt würde nicht viel Sinn machen, da Sie genauso gut zu Ihrem Ziel fliegen können (wie die theoretische Big Falcon Rocket), aber wenn Sie dies tun wollten, müssten Sie über die Erdatmosphäre hinausgehen und Ihre verwenden Booster, um der Erdrotation entgegenzuwirken (um Ihre Geschwindigkeit aufzuheben), schweben für einige Zeit, verwenden Sie dann Ihre Booster, um die Erdrotation mitzumachen (um zur Rotationsgeschwindigkeit zurückzukehren) und auf der Erde zu landen. Natürlich können Sie den zweiten Teil überspringen, indem Sie Hitzeschilde verwenden und in die Erdatmosphäre rammen wie jedes andere Raumschiff, das wir haben, und keine Rakete würde dies jemals tun, da es viel praktischer ist, um die Erde zu kreisen (das Schweben kostet Treibstoff,
Ok, was ist mit der Situation der Scharfschützen? Die Erde dreht sich um ihre Achse. Da ein Tag 24 Stunden lang ist, bewegt sich ein Ort am Äquator einmal umher, während sich jemand in der Arktis einmal bewegt. Je weiter Sie vom Äquator nach Norden oder Süden kommen, desto langsamer muss sich der Erdteil drehen, um innerhalb von 24 Stunden eine Umdrehung zu vollenden. Denken Sie daran, einen Ball zu drehen. Der Äquator des Balls peitscht herum, aber der obere und der untere bewegen sich viel langsamer. Das ist gleich. Nehmen wir an, mein Scharfschütze ist am Äquator. Wenn der Scharfschütze nach Osten oder Westen schießt, müssen sie die Erdrotation nicht korrigieren, da sich die Erde überall auf diesem Breitengrad mit der gleichen Geschwindigkeit dreht. Wenn der Scharfschütze jedoch nach Norden schießt, geht die Kugel nach Osten. Das' s weil sich dieser Punkt der Erde schneller bewegte als der Punkt der Erde, auf dem das Ziel stand, als die Kugel auf den näher am Äquator gelegenen Breitengrad geschossen wurde (von Süden geschossen). Es ist, als würde man sagen, dass sich der Punkt, an dem ich stehe, mit einer Geschwindigkeit von sagen wir ... 1000 Meilen pro Stunde dreht, aber der Punkt meines Ziels dreht sich mit sagen wir ... 995 Meilen pro Stunde. Da meine Kugel aus dem 1000-Meilen-Teil kam, wird sie aufgrund der Waffe offensichtlich mit hohen Geschwindigkeiten aus dem Lauf herausgehen, aber sie wird sich auch mit 1000 Meilen pro Stunde um die Erdachse drehen. Sobald sich meine Kugel jedoch dem Breitengrad meines Ziels nähert, scheint sie, da sich die Erde langsamer dreht, in die Drehrichtung (nach Osten oder nach rechts) abzuweichen. Warum? Nun, da die Geschwindigkeit meines Ziels 995 Meilen pro Stunde von der Rotation ist, machst du 1000 - 995 = 5. Das bedeutet, dass meine Kugel eine Nettogeschwindigkeit von 8 km / h nach rechts relativ zu meinem Ziel hat. Das heißt, meine Kugel verfehlt, wenn das Ziel weit genug entfernt ist. Wenn Sie vom Äquator nach Süden schießen, geht die Kugel ebenfalls nach Osten, sodass sie nach links abweicht. Es ist der gleiche Effekt, aber "verkehrt herum". Dieser Effekt wird als Coriolis-Effekt bezeichnet und verleiht den Hurrikanen ihre Stärke.
Schließlich fragten Sie: "Warum spüren wir nicht, wie sich die Erde unter uns dreht?" Dies liegt daran, dass wir uns mit der Erde bewegen. Wenn Sie sich in einem Zug befinden, der mit einer konstanten Geschwindigkeit von 80 km / h fährt, spüren Sie, dass er sich nicht bewegt (es kann sein, dass Sie aufgrund von holprigen Gleisen Unebenheiten verspüren). Nur wenn Sie beschleunigen oder verzögern, fühlen Sie, wie sich die Dinge bewegen. Wenn Sie im Zug sind, ist Ihre Geschwindigkeit konstant, sodass Sie nichts spüren. Es ist dasselbe für die Erde, außer dass Sie sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1000 Meilen pro Stunde um die Erdachse drehen. Es hat sich nichts geändert, außer die Geschwindigkeit ist schneller.
Ich habe das wahrscheinlich schrecklich erklärt, also kannst du uns gerne etwas fragen.
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Es ist schwer, die Erdrotation persönlich zu spüren, aber nur, weil wir nicht sehr empfindlich gegenüber sehr allmählichen Veränderungen und sehr schwachen "Kräften" sind. Es gibt jedoch Alltagsgegenstände, die uns die Rotation der Erde zeigen können. Der Ballon könnte eine schlechte Wahl gewesen sein, da selbst ein leichter Wind im Laufe der Zeit das Problem dominieren wird. ( siehe auch ]
Ein Pendel
Ein Objekt ist ein Foucault-Pendel .
Ein Gyroskop
Eine andere ist eine (teure) Kamera mit Trägheitsbildstabilisierung. Einige Kameras haben kleine Gyroskop-Chips, die sehr kleine Drehungen des Kameragehäuses erfassen und mit der Bildverarbeitung kompensieren.
Weitere Informationen hierzu finden Sie in den folgenden Fragen und deren Antworten.
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Das sind drei Fragen in einer.
Wenn du fragst, was man fühlt, wenn man auf der Erdoberfläche stillsteht, dann liegt es daran
Zwangskräfte nehmen den Wert an, der zur Erfüllung der Bedingung erforderlich ist, wenn dadurch keine andere Bedingung verletzt wird. Zum Beispiel wird die Normalkraft normal zur Oberfläche gedrückt, um das eingeschränkte Objekt auf der Oberfläche zu halten (die Einschränkung). Die "andere Bedingung" im Fall der Normalkraft ist, dass die Normalkraft nur nach außen gerichtet werden kann. Reibung kommt ins Spiel, wenn die Oberfläche, auf der man steht, nicht eben ist. Die andere Bedingung bei Haftreibung ist, dass sie den Haftreibungskoeffizienten multipliziert mit der Normalkraft nicht überschreiten kann.
Das gleiche Ergebnis ergibt sich, wenn man die Dinge aus der Perspektive eines Drehrahmens betrachtet. Aus dieser Perspektive ist die scheinbare Nettokraft Null. Rotierende Rahmen beinhalten fiktive Kräfte wie die fiktive Zentrifugalkraft. Dies hat genau die gleiche Größe wie die entgegengesetzte Richtung der oben berechneten Nettokraft. Das Endergebnis ist das gleiche.
Das ist der zweite Teil der Frage. Heißluftballons kehren normalerweise nicht zu der Stelle zurück, von der sie abheben, es sei denn, sie sind angebunden. Heißluftballons fliegen dorthin, wo sie vom Wind getragen werden. Deshalb brauchen Heißluftballons Verfolgungsjagden. Ein Heißluftballon kehrt zu seinem Startpunkt zurück, wenn der Wind nicht vorhanden ist oder wenn er während des Flugs des Ballons die Richtung umkehrt. Der Auftrieb, den ich oben ignoriert habe, ist für einen Heißluftballon alles andere als vernachlässigbar. Hier ist es die normale Kraft, die vernachlässigbar ist (es ist nicht vorhanden). Damit ein Ballon stationär bleibt, muss der Wind nicht vorhanden sein und die Auftriebskraft muss dieselbe Form annehmen wie die Normalkraft für ein Objekt, das still auf der Erdoberfläche sitzt.
Weil sich die Kugel in Bezug auf die Erdoberfläche bewegt. Beachten Sie: Nur bei sehr weitreichenden Schüssen (mehr als einen Kilometer) muss die Erdrotation berücksichtigt werden. Die Bewegung der Kugel bringt eine andere fiktive Kraft in Betracht, den Coriolis-Effekt. Der Coriolis-Effekt ist für eine stationäre Person und für einen stationären Ballon Null.
Der Coriolis-Effekt hat zwei Haupteffekte auf den Flug einer Kugel, eine horizontale und eine vertikale Ablenkung. Die horizontale Ablenkung hängt vom Breitengrad ab, wobei der Effekt an den Polen am stärksten und am Äquator am Nullpunkt ist. Durch den Coriolis-Effekt werden sich bewegende Objekte auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links drehen. Die vertikale Auslenkung hängt von Breite und Richtung ab. Diese vertikale Ablenkung ist am Äquator am stärksten, an den Polen am Nullpunkt oder wenn die Bewegungsrichtung nach Norden oder Süden zeigt. Die Ablenkungen sind gering, selbst für eine Kugel, die auf ein Ziel in einer Entfernung von einem Kilometer abgefeuert wird. Zentimeter können jedoch wichtig sein.
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