地球作为宇宙的天体之一,也遵循着宇宙的物理法则。

我们生活在地球上,对自己的重量都比较关心,想要通过控制重量维持身材,但是同样的物体在地球极地或赤道,重量也会出现变化,这一变化主要来源于离心力的变化。

重量的意义,是“物体的质量×重力加速度”,地球的重力加速度约等于10,主要和地球质量产生的引力作用相关。但是地球在产生引力的同时,还在不断自转,产生离心力。

物体在赤道上的重力方向(在地球赤道附近的物体重量会轻)(1)

地球自转的离心力,抵消了引力的作用:

在日常生活中,我们经常利用离心力摆脱或分离一些物体,比如洗完手之后甩手,就是利用离心力将手上的水珠甩出去。

地球在自转的同时,也会产生离心力作用,从而对地球上的物体施加一个向外的力,但是地球自转速度有限,产生的离心力不会彻底抵消引力,因此我们都可以安安稳稳的站在地球上。

地球的自转,会在地球的各个位置产生相同的角速度——每一秒钟,地球各个地点旋转的角度相同,一天时间旋转360度。但是地球是一个球形,旋转角速度相同,就会导致旋转的线速度不同。

物体在赤道上的重力方向(在地球赤道附近的物体重量会轻)(2)

如果我们在极地附近,围绕极点转一圈非常轻松,但是想要围绕赤道转一圈,就会非常困难。

但是无论是极地还是赤道,都需要在24小时内旋转一圈,因此线速度也会出现较大的差异——赤道线速度大约是465m/s,而极点的线速度接近0m/s,赤道是地球最长的线路,因此也是线速度最快的地方。

旋转地球仪的时候就可以发现,赤道地区旋转的速度最快,越接近极点的地方,旋转的速度越慢,地球的自转和地球仪的旋转非常相似。

物体在赤道上的重力方向(在地球赤道附近的物体重量会轻)(3)

旋转产生的离心力,和速度密切相关,速度越快,产生的离心力越大,因此赤道产生的离心力最强。离心力的方向是从圆心向外施加作用力,刚好和地球的引力作用相反,因此地球上的物体到达赤道,重量就会出现明显的降低,因为此时的重量会减去地球自转产生的“赤道最强离心力”。

虽然在赤道附近,物体的重量会发生变化,但是物体的质量依旧是恒定的,重量的减轻,本质上就是引力和离心力的抵消,而赤道地区的离心力较强,从而引起重量的变化。

物体在赤道上的重力方向(在地球赤道附近的物体重量会轻)(4)

地球的作用力,也是巨大的宝库:

地球一直在宇宙中保持运动,所产生的作用力,对于人类来说也是巨大的宝藏。

赤道产生的离心力,可以抵消引力作用,而地球自转的线速度在赤道地区为最大值。因此科学家就可以利用这一特点,降低火箭发射的整体成本。

火箭发射选择离心力最大的地区,并且利用地球自转的速度获得额外的初始速度,就可以降低燃料消耗,更快到达摆脱地球引力所需要的速度。虽然将火箭发射中心转移到赤道并不现实,但目前的火箭发射,基本都会利用地球自转的速度。

物体在赤道上的重力方向(在地球赤道附近的物体重量会轻)(5)

总结:

地球不仅仅会对地球上的物体产生引力,在自转的过程中,还会产生不同的离心力,而地球赤道附近的自转线速度最大,也会产生最大的离心力。

赤道附近的物体,受到垂直地心的引力作用时,还会受到地球表面最强的离心力作用,从而让重量产生明显的降低。但是来到赤道并不意味着减重成功,降低自身质量,才是真正的减重~

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