Wir leben auf der Erde, wir bewegen uns auf ihrer Oberfläche, als ob wir am Rand einer felsigen Klippe entlang kämen, die sich über einen bodenlosen Abgrund erhebt. An diesem Rand des Abgrunds werden wir nur durch das gehalten, was uns betrifft. die Schwerkraft der Erde; Wir fallen nicht von der Erdoberfläche, nur weil wir, wie man sagt, ein gewisses Gewicht haben. Wir würden sofort von dieser „Klippe“ fliegen und schnell in den Abgrund des Weltraums fliegen, wenn die Schwerkraft unseres Planeten plötzlich aufhören würde zu wirken. Wir würden endlos in den Abgründen des Weltalls herumrasen und weder oben noch unten kennen.
Fortbewegung der Erde
Seine Bewegung auf der Erde auch wir sind es der Schwerkraft schuldig. Wir wandeln auf der Erde und überwinden ständig den Widerstand dieser Kraft und spüren ihre Wirkung wie eine schwere Last auf unseren Füßen. Diese „Last“ macht sich besonders beim Erklimmen eines Berges bemerkbar, wenn man sie schleppen muss, wie schwere Gewichte, die an den Füßen hängen. Es wirkt sich nicht weniger stark auf den Bergabstieg aus und zwingt uns, unsere Schritte zu beschleunigen.
Diese Richtungen – „oben“ und „unten“ – werden uns nur durch die Schwerkraft angezeigt. An allen Punkten der Erdoberfläche ist es fast auf den Erdmittelpunkt gerichtet. Daher werden die Begriffe "unten" und "oben" für die sogenannten Antipoden, dh Menschen, die auf diametral gegenüberliegenden Teilen der Erdoberfläche leben, diametral entgegengesetzt sein. Zum Beispiel zeigt die Richtung, die für die Einwohner von Moskau "unten" ist, für die Bewohner von Tierra del Fuego "oben". Richtungen, die für Menschen am Pol und am Äquator "nach unten" zeigen, bilden einen rechten Winkel; sie stehen senkrecht zueinander.
Außerhalb der Erde nimmt die Schwerkraft ab, wenn man sich von ihr entfernt, da die Anziehungskraft abnimmt (die Anziehungskraft der Erde erstreckt sich wie die jedes anderen Weltkörpers unendlich weit im Weltraum) und die Zentrifugalkraft zunimmt , wodurch die Schwerkraft reduziert wird. Je höher wir also eine Last heben, zum Beispiel in einem Ballon, desto weniger wird diese Last wiegen.
Zentrifugalkraft der Erde
Aufgrund der täglichen Rotation, Zentrifugalkraft der Erde. Diese Kraft wirkt überall auf der Erdoberfläche senkrecht zur Erdachse und von ihr weg. Zentrifugalkraft klein im Vergleich zu Schwere. Am Äquator erreicht sie ihren größten Wert. Aber auch hier beträgt die Zentrifugalkraft nach Newtons Berechnungen nur 1/289 der Anziehungskraft. Je weiter nördlich vom Äquator, desto geringer die Zentrifugalkraft. Ganz am Pol ist es Null.
In einiger Höhe Zentrifugalkraft wird so stark zunehmen, dass sie gleich der Anziehungskraft ist, und die Schwerkraft wird zuerst gleich Null, und dann wird sie mit zunehmender Entfernung von der Erde einen negativen Wert annehmen und wird gerichtet kontinuierlich zunehmen in entgegengesetzter Richtung zur Erde.
Schwere
Die resultierende Kraft aus der Anziehungskraft der Erde und der Zentrifugalkraft wird genannt Schwere. Die Gravitationskraft an allen Punkten der Erdoberfläche wäre gleich, wenn unsere Kugel perfekt genau und regelmäßig wäre, wenn ihre Masse überall die gleiche Dichte hätte und wenn schließlich keine tägliche Rotation um die Achse stattfinden würde.
Da aber unsere Erde keine regelmäßige Kugel ist, nicht in allen Teilen aus Gestein gleicher Dichte besteht und sich ständig dreht, dann also Die Schwerkraft ist an jedem Punkt der Erdoberfläche etwas anders.
Also an jedem Punkt der Erdoberfläche Die Größe der Gravitation hängt von der Größe der Zentrifugalkraft ab, die die Anziehungskraft verringert, von der Dichte der Erdgesteine und der Entfernung vom Erdmittelpunkt. Je größer dieser Abstand ist, desto geringer ist die Schwerkraft. Am größten sind die Radien der Erde, die mit einem Ende gleichsam am Erdäquator anliegen. Am kleinsten sind die Radien, die an der Spitze des Nord- oder Südpols enden. Daher haben alle Körper am Äquator weniger Schwerkraft (weniger Gewicht) als am Pol.
Es ist bekannt, dass Die Schwerkraft ist am Pol um 1/289 größer als am Äquator.
Diesen Gewichtsunterschied der gleichen Körper am Äquator und am Pol findet man, indem man sie mit einer Federwaage wiegt. Wenn wir Körper auf einer Waage mit Gewichten wiegen, werden wir diesen Unterschied nicht bemerken. Die Waage zeigt sowohl am Pol als auch am Äquator das gleiche Gewicht an; die Gewichte werden natürlich ebenso wie die Körper, die gewogen werden, ihr Gewicht ändern.
Nehmen wir an, dass ein Schiff mit Fracht in den Polarregionen in der Nähe des Pols etwa 289.000 Tonnen wiegt. Bei der Ankunft in äquatornahen Häfen wiegt ein Schiff mit Fracht nur etwa 288.000 Tonnen. So verlor das Schiff am Äquator etwa tausend Tonnen an Gewicht.
Alle Körper werden nur dadurch auf der Erdoberfläche gehalten, dass die Schwerkraft auf sie wirkt. Morgens, wenn Sie aus dem Bett steigen, können Sie Ihre Füße nur auf den Boden senken, weil diese Kraft sie nach unten zieht.
Schwerkraft im Inneren der Erde
Mal sehen, wie es sich ändert Schwerkraft im Inneren der Erde. Wenn wir tiefer in die Erde vordringen, nimmt die Schwerkraft bis zu einer bestimmten Tiefe kontinuierlich zu. In etwa tausend Kilometern Tiefe wird die Gravitation einen maximalen (größten) Wert haben und gegenüber ihrem Mittelwert an der Erdoberfläche (9,81 m/s) um etwa fünf Prozent zunehmen. Bei weiterer Vertiefung wird die Schwerkraft kontinuierlich abnehmen und im Erdmittelpunkt gleich Null sein.
Annahmen zur Rotation der Erde
Unser Erde dreht sich macht in 24 Stunden eine komplette Umdrehung um seine Achse. Die Zentrifugalkraft nimmt bekanntlich proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit zu.
Beschleunigt also die Erde ihre Drehung um ihre Achse 17-mal, so erhöht sich die Zentrifugalkraft 17-mal zum Quadrat, also 289-mal. Unter normalen Bedingungen, wie oben erwähnt, beträgt die Zentrifugalkraft am Äquator 1/289 der Schwerkraft. Mit Steigerung Das 17-fache der Anziehungskraft und der Zentrifugalkraft werden gleichgesetzt. Die Schwerkraft - die Resultierende dieser beiden Kräfte - wird bei einer solchen Erhöhung der Geschwindigkeit der axialen Rotation der Erde gleich Null sein.
Diese Rotationsgeschwindigkeit der Erde um ihre eigene Achse wird als kritisch bezeichnet, da bei einer solchen Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten alle Körper am Äquator an Gewicht verlieren würden. Die Dauer des Tages beträgt in diesem kritischen Fall ungefähr 1 Stunde und 25 Minuten. Bei weiterer Beschleunigung der Erdrotation verlieren zunächst alle Körper (vor allem am Äquator) an Gewicht, werden dann durch die Zentrifugalkraft ins All geschleudert und die Erde selbst durch dieselbe Kraft auseinandergerissen.
Unsere Schlussfolgerung wäre richtig, wenn die Erde ein absolut starrer Körper wäre und bei Beschleunigung ihrer Rotationsbewegung ihre Form nicht ändern würde, mit anderen Worten, wenn der Radius des Erdäquators seinen Wert behalten würde. Aber es ist bekannt, dass mit der Beschleunigung der Erdrotation ihre Oberfläche eine gewisse Verformung erfahren muss: Sie wird in Richtung der Pole schrumpfen und sich in Richtung des Äquators ausdehnen; es wird ein immer flacheres Aussehen annehmen. Die Länge des Radius des Erdäquators beginnt dann zuzunehmen und erhöht dadurch die Zentrifugalkraft.
Somit werden die Körper am Äquator ihr Gewicht verlieren, bevor sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um das 17-fache erhöht, und die Katastrophe mit der Erde wird kommen, bevor der Tag seine Dauer auf 1 Stunde und 25 Minuten verkürzt. Mit anderen Worten, die kritische Geschwindigkeit der Erdrotation wird etwas geringer und die maximale Tageslänge etwas länger.
Stellen Sie sich im Geiste vor, dass sich die Geschwindigkeit der Erdrotation aus unbekannten Gründen der kritischen nähern wird. Was wird dann aus den Bewohnern der Erde?
Zunächst einmal wird ein Tag überall auf der Erde zum Beispiel ungefähr zwei oder drei Stunden dauern. Tag und Nacht werden sich kaleidoskopisch schnell ändern. Die Sonne bewegt sich wie in einem Planetarium sehr schnell über den Himmel, und sobald Sie aufwachen und sich waschen, verschwindet sie bereits hinter dem Horizont, und die Nacht wird sie ersetzen. Die Menschen werden nicht mehr genau in der Zeit navigieren. Niemand wird wissen, welcher Tag des Monats es ist und welcher Wochentag es ist. Das normale menschliche Leben wird desorganisiert.
Pendeluhren werden langsamer und bleiben dann überall stehen. Sie gehen, weil die Schwerkraft auf sie wirkt. Tatsächlich ist es in unserem Alltag, wenn die "Wanderer" anfangen, hinterherzuhinken oder zu hetzen, notwendig, ihr Pendel zu verkürzen oder zu verlängern oder sogar ein zusätzliches Gewicht an das Pendel zu hängen.
Körper am Äquator verlieren an Gewicht. Unter diesen imaginären Bedingungen wird es einfach sein, sehr schwere Körper zu heben. Es wird nicht schwierig sein, ein Pferd oder einen Elefanten zu schultern oder sogar ein ganzes Haus anzuheben. Die Vögel verlieren ihre Fähigkeit zu landen. Hier kreist ein Spatzenschwarm über einem Wassertrog. Sie zwitschern laut, können aber nicht absteigen. Eine von ihm geworfene Handvoll Getreide würde in einzelnen Körnern über der Erde hängen.
Ferner nähert sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde immer mehr der kritischen. Unser Planet ist stark deformiert und nimmt ein zunehmend abgeflachtes Aussehen an. Es wird mit einem sich schnell drehenden Karussell verglichen und droht seine Bewohner abzuwerfen.
Die Flüsse werden dann aufhören zu fließen. Sie werden lange stehende Sümpfe sein. Riesige Hochseeschiffe werden mit ihrem Grund kaum noch die Wasseroberfläche berühren, U-Boote werden nicht mehr in die Meerestiefen eintauchen können, Fische und Meerestiere werden auf der Oberfläche der Meere und Ozeane schwimmen, sie können nicht mehr sich in den Tiefen des Meeres verstecken. Matrosen werden nicht mehr ankern können, ihnen werden die Ruder ihrer Schiffe nicht mehr gehören, große und kleine Schiffe werden reglos dastehen.
Hier ist ein weiteres imaginäres Bild.
Personenzug steht am Bahnhof. Es wurde bereits gepfiffen; der Zug muss abfahren. Der Fahrer traf alle erforderlichen Maßnahmen. Der Heizer wirft großzügig Kohle in den Hochofen. Große Funken sprühen aus dem Schornstein einer Dampflok. Die Räder drehen sich verzweifelt. Aber die Lokomotive steht still. Seine Räder berühren die Schienen nicht und es gibt keine Reibung zwischen ihnen. Es wird der Moment kommen, in dem die Menschen nicht mehr auf den Boden gehen können; Sie werden wie Fliegen an der Decke kleben.
Lass die Rotationsgeschwindigkeit der Erde weiter zunehmen. Die Zentrifugalkraft ist der Anziehungskraft immer mehr in ihrer Größe überlegen ... Dann werden Menschen, Tiere, Haushaltsgegenstände, Häuser, alle Gegenstände auf der Erde, ihre gesamte Tierwelt in den Weltall geschleudert.
Der australische Kontinent wird sich von der Erde lösen und wie eine kolossale schwarze Wolke im Weltraum hängen. Afrika wird in die Tiefen des stillen Abgrunds fliegen, weg von der Erde. Das Wasser des Indischen Ozeans wird sich in eine Vielzahl kugelförmiger Tropfen verwandeln und auch in grenzenlose Entfernungen fliegen. Das Mittelmeer wird sich, bevor es Zeit hatte, sich in riesige Tropfenansammlungen zu verwandeln, mit seiner ganzen Wasserdicke vom Boden lösen, entlang dem es möglich sein wird, frei von Neapel nach Algier zu gelangen.
Schließlich wird die Rotationsgeschwindigkeit so stark zunehmen, die Zentrifugalkraft wird so stark zunehmen, dass die ganze Erde auseinandergerissen wird.
Dies kann jedoch auch nicht passieren. Die Geschwindigkeit der Erdrotation nimmt, wie oben gesagt, nicht zu, sondern nimmt im Gegenteil sogar ein wenig ab - sie ist jedoch so gering, dass, wie wir bereits wissen, in 50.000 Jahren die Tagesdauer zunimmt um nur eine Sekunde. Mit anderen Worten, die Erde dreht sich jetzt mit einer solchen Geschwindigkeit, die notwendig ist, damit die Flora und Fauna unseres Planeten viele Jahrtausende lang unter den kalorischen, lebensspendenden Strahlen der Sonne gedeihen kann.
Reibwert
Mal sehen was nun Reibung zählt und was würde passieren, wenn es nicht da wäre. Reibung wirkt sich bekanntermaßen schädlich auf unsere Kleidung aus: Mäntel verschleißen zuerst die Ärmel und Stiefel die Sohlen, da die Ärmel und Sohlen am stärksten der Reibung ausgesetzt sind. Aber stellen Sie sich für einen Moment vor, die Oberfläche unseres Planeten wäre sozusagen gut poliert, vollkommen glatt, und die Möglichkeit einer Reibung wäre ausgeschlossen. Könnten wir auf einer solchen Oberfläche gehen? Natürlich nicht.
Jeder weiß, dass es selbst auf Eis und auf einem aufgescheuerten Boden sehr schwierig ist zu gehen und man aufpassen muss, nicht zu stürzen. Aber die Oberfläche des Eises und der geriebene Boden haben immer noch etwas Reibung.
Wenn die Reibungskraft auf der Erdoberfläche verschwinden würde, würde auf unserem Planeten für immer ein unbeschreibliches Chaos herrschen. Wenn es keine Reibung gibt, wird das Meer für immer toben und der Sturm wird niemals nachlassen. Sandtornados werden nicht aufhören, über der Erde zu hängen, und der Wind wird ständig wehen. Die melodischen Klänge von Klavier, Geige und das schreckliche Brüllen von Raubtieren vermischen sich und breiten sich endlos in der Luft aus.
Ohne Reibung würde ein Körper in Bewegung niemals anhalten. Auf einer absolut glatten Erdoberfläche würden sich verschiedene Körper und Objekte in den unterschiedlichsten Richtungen ewig vermischen. Lächerlich und tragisch wäre die Welt der Erde, wenn es keine Reibung und Anziehungskraft der Erde gäbe.
