豆豆:“爷爷您猜,哪个天体的两极自转角速度为零,而其余地方的自转角速度大约为十五度?”,今天小编就来说说关于地球自转10个小细节?下面更多详细答案一起来看看吧!
地球自转10个小细节
豆豆:“爷爷您猜,哪个天体的两极自转角速度为零,而其余地方的自转角速度大约为十五度?”
“哈哈!”爷爷:“这是我们所存生的家园,地球的自转角速度喔!”
豆豆:“爷爷,那您知道啥是地球自转角速度吗?”
“不知道喔!”爷爷:“你能告诉爷爷吗?”
豆豆:“人家就是不知道,才问爷爷的嘛!”
“哦!呵呵!”爷爷:“那你知道什么是角速度吗?”
“不知道!”豆豆:“真的不知道,爷爷,您能说说吗?”
爷爷:“角速度,是指物体转动时,单位时间内所转过的角度。 如果物体是匀速转动的,它的角速度,等于转过的角度和所用时间之比,也就是,角速度等于转过的角度除以所用时间。也可以这样说,角速度,就是连接运动质点和圆心的半径,在单位时间内转过的弧度。”
“喔!”豆豆边摇头边连连说:“不明白,不明白,听晕了!”
爷爷:“我们简单举个例子吧,见过车轮子转动吗?”
豆豆:“肯定见过呀!”
爷爷:“假如,我们把车轮的气嘴处,看作质点,把轮子的轴心看作圆心,我们在气嘴与轴心之间的钢圈上,用粉笔画出一条线段,我们假设这条线段为半径。然后,我们用比较均匀的速度推一下车子,只推一点点,让车轮转动。这时侯,钢圈上所画出的线段,会有什么变化?”
豆豆:“它肯定不在原来的位置!”
“对了嘛!”爷爷:“假设,我们画的这条线段,起初与地面垂直,而轮子稍微转了一小点后,它于地面平行,并位于车尾方向。那么,这条线段,起初的位置,与轮子转动后所处位置之间,是不是会形成一个角度?”
豆豆手扶脑袋想了想:“是的,而且,是一个直角,九十度。”
“对!”爷爷:“那么,假如,我们推动轮子用了一秒钟,那么,轮子转动的角速度是多少?角速度等于转过角度除以所用时间喔。”
豆豆:“转过角度是九十度,所用时间是一秒钟;角速度等于转过角度除以所用时间,所以,轮子转动的角速是,九十度除以一秒钟,哦,爷爷,单位是什么?”
爷爷:“弧度每秒!问题又出来了,是吧?知道为什么吗?”
“不知道!”豆豆:“哦?哦!刚才爷爷说的是角度,而现在角速度的单位是弧度每秒,难道角度与弧度,不是同一概念?”边问边翻手机:“哇,太复杂了,一个非常复杂的公式!”
爷爷: “哈哈,确实很复杂,因为你才读到初一,对于没有学到相关的中学数学及物理的人、直接没学过的人、没学好或已经教还给老师的人,看这公式,确实会头大,不过我们可以将其简单化理解,就像买菜的不需要用代数去算钱一样的简单化。”
豆豆:“那应该怎么理解呢?”
爷爷:“简单而言,弧度,实际上也是一种角度单位,用弧度来度量、计算及表示角度大小的方法及制式,称为‘弧度制’,弧度的单位是‘弧度’,而用角度来度量、计算及表示角度大小的方法及制式,叫做‘角度制’,它们的关系,简单通俗说,就像长度单位中的‘米’与‘尺’一样,都是长度单位,只是制式不同而已。同样的道理,弧度(制)与角度(制),也同样是角度单位,只是制式不同而已。”
豆豆:“有点明白了!那么,角度制的一度,等于多少弧度?或者说,一弧度等于多少度?怎么换算?”
“OK, 思路对了!”爷爷:“一度大约等零点零一七孤度(1°≈0.017rad),而一孤度大约等于五十七点三度(1rαd≈57.3°)。说‘大约’,是因为换算过程中除不尽。”
豆豆:“哇,这么说,(圆心角)九十度,大约等于一点五三弧度?那么轮子的角速度,就相当于一点五三弧度每秒(1.53rαd/s)?”
爷爷:“对!同样的方法计算,地球南北两个极点以外的角速度零点二五五弧度每小时(0.255rad/h)。实际上,有可能会看到有的资料显示的是,大约0.262rαd/h,这是因为,我们刚才把角度换算成弧度时所用的‘1°≈0.017rad(一度大约等零点一七孤度)’,只精确到小数点后三位,而实际上,小数点后的位数,远不止三位。所以,我们也可以说,极点以外,地球自转角速度大约为零点二六弧度每小时(0.26rad/h)。”
豆豆:“爷爷,那为什么地球南北两极的极点,角速度为零?”
爷爷:“因为,它们都处于自转轴上,不存在自转角度,因此,也就没有自转角速度。”
豆豆:“爷爷,那为啥,两极点以外的所有地方,地球自转角速度都一样?”
爷爷:“地球自转,是以自转轴为中心的,角速度的大小,与圆的大小及周长无关,只与单位时间内转过的弧度大小有关,所有大小不一的同心圆(或处于同旋转轴并同步同向旋转的所有大小不一的圆),它们的角速度是一样的。”
豆豆:“概括一下,地球自转角速度,就是单位时间内,地球围绕其自转轴,所转过的角度或者弧度的大小,除南北两个极点以外,大约为零点二六弧度每小时(0.26rαd/h)?”
爷爷:“对!”
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