Ζούμε στη Γη, κινούμαστε κατά μήκος της επιφάνειάς της, σαν στην άκρη κάποιου βραχώδους βράχου που υψώνεται πάνω από μια απύθμενη άβυσσο. Μας κρατούν σε αυτό το χείλος της αβύσσου μόνο ό,τι μας επηρεάζει. τη βαρύτητα της γης; δεν πέφτουμε από την επιφάνεια της γης μόνο και μόνο επειδή έχουμε, όπως λένε, κάποιο συγκεκριμένο βάρος. Θα πετούσαμε αμέσως από αυτόν τον «γκρεμό» και θα πετάγαμε γρήγορα στην άβυσσο του διαστήματος αν η δύναμη της βαρύτητας του πλανήτη μας έπαυε ξαφνικά να ενεργεί. Θα τρέχαμε ατελείωτα στην άβυσσο του παγκόσμιου διαστήματος, χωρίς να γνωρίζουμε ούτε πάνω ούτε κάτω.
Μετακίνηση της γης
Του κίνηση στη γηΤο οφείλουμε και εμείς στη βαρύτητα. Περπατάμε τη Γη και ξεπερνάμε συνεχώς την αντίσταση αυτής της δύναμης, νιώθοντας τη δράση της, σαν κάποιο βαρύ φορτίο στα πόδια μας. Αυτό το «φορτίο» γίνεται ιδιαίτερα αισθητό όταν σκαρφαλώνετε σε ένα βουνό, όταν πρέπει να το σύρετε, σαν κάποιου είδους βαριά βάρη που κρέμονται από τα πόδια σας. Δεν επηρεάζει λιγότερο έντονα την κατάβαση στο βουνό, αναγκάζοντάς μας να επιταχύνουμε τα βήματά μας.
Αυτές οι κατευθύνσεις - "πάνω" και "κάτω" - μας υποδεικνύονται μόνο από τη βαρύτητα. Σε όλα τα σημεία της επιφάνειας της γης, κατευθύνεται σχεδόν προς το κέντρο της Γης. Επομένως, οι έννοιες «κάτω» και «πάνω» θα είναι εκ διαμέτρου αντίθετες για τους λεγόμενους αντίποδες, δηλαδή ανθρώπους που ζουν σε διαμετρικά αντίθετα σημεία της επιφάνειας της Γης. Για παράδειγμα, η κατεύθυνση που για όσους ζουν στη Μόσχα δείχνει «κάτω», για τους κατοίκους της Γης του Πυρός δείχνει «πάνω». Οι οδηγίες που δείχνουν "κάτω" για τους ανθρώπους στον πόλο και στον ισημερινό σχηματίζουν ορθή γωνία. είναι κάθετα μεταξύ τους.
Έξω από τη Γη, όταν απομακρύνεται από αυτήν, η δύναμη της βαρύτητας μειώνεται, καθώς η δύναμη έλξης μειώνεται (η δύναμη έλξης της Γης, όπως και κάθε άλλου παγκόσμιου σώματος, εκτείνεται απεριόριστα μακριά στο διάστημα) και η φυγόκεντρος δύναμη αυξάνεται , που μειώνει τη δύναμη της βαρύτητας. Επομένως, όσο πιο ψηλά σηκώνουμε κάποιο φορτίο, για παράδειγμα, σε ένα μπαλόνι, τόσο λιγότερο θα ζυγίζει αυτό το φορτίο.
Η φυγόκεντρος δύναμη της γης
Λόγω ημερήσιας εναλλαγής, φυγόκεντρη δύναμη της γης. Αυτή η δύναμη δρα παντού στην επιφάνεια της Γης σε κατεύθυνση κάθετη στον άξονα της γης και μακριά από αυτήν. Φυγόκεντρος δύναμημικρό σε σύγκριση με βαρύτητα. Στον ισημερινό, φτάνει στη μεγαλύτερη τιμή του. Αλλά και εδώ, σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Νεύτωνα, η φυγόκεντρος δύναμη είναι μόνο το 1/289 της δύναμης έλξης. Όσο πιο βόρεια από τον ισημερινό, τόσο λιγότερη φυγόκεντρος δύναμη. Στον ίδιο τον πόλο είναι μηδέν.
Σε κάποιο ύψος φυγόκεντρος δύναμηθα αυξηθεί τόσο πολύ που θα είναι ίση με τη δύναμη έλξης, και η δύναμη της βαρύτητας θα γίνει πρώτα ίση με το μηδέν, και στη συνέχεια, με την αύξηση της απόστασης από τη Γη, θα πάρει αρνητική τιμή και θα αυξάνεται συνεχώς, κατευθυνόμενη προς την αντίθετη κατεύθυνση ως προς τη Γη.
Βαρύτητα
Η προκύπτουσα δύναμη της έλξης της Γης και της φυγόκεντρης δύναμης ονομάζεται βαρύτητα. Η δύναμη της βαρύτητας σε όλα τα σημεία της επιφάνειας της γης θα ήταν η ίδια αν η τέλεια ακριβής και κανονική μπάλα μας, αν η μάζα της είχε την ίδια πυκνότητα παντού και, τέλος, αν δεν υπήρχε καθημερινή περιστροφή γύρω από τον άξονα.
Όμως, εφόσον η Γη μας δεν είναι μια κανονική μπάλα, δεν αποτελείται σε όλα τα μέρη της από πετρώματα της ίδιας πυκνότητας και περιστρέφεται συνεχώς, τότε, επομένως, Η βαρύτητα σε κάθε σημείο της επιφάνειας της γης είναι ελαφρώς διαφορετική.
Επομένως, σε κάθε σημείο της επιφάνειας της γης το μέγεθος της βαρύτητας εξαρτάται από το μέγεθος της φυγόκεντρης δύναμης, η οποία μειώνει τη δύναμη έλξης, από την πυκνότητα των πετρωμάτων της γης και την απόσταση από το κέντρο της γης. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η απόσταση, τόσο λιγότερη βαρύτητα. Οι ακτίνες της Γης, που στο ένα άκρο, όπως λέγαμε, ακουμπούν στον ισημερινό της γης, είναι οι μεγαλύτερες. Οι ακτίνες που έχουν ως άκρο το σημείο του Βόρειου ή του Νότιου Πόλου είναι οι μικρότερες. Επομένως, όλα τα σώματα στον ισημερινό έχουν λιγότερη βαρύτητα (λιγότερο βάρος) από ότι στον πόλο.
Είναι γνωστό ότι Η βαρύτητα είναι μεγαλύτερη στον πόλο παρά στον ισημερινό κατά 1/289.
Αυτή η διαφορά βαρύτητας των ίδιων σωμάτων στον ισημερινό και στον πόλο μπορεί να βρεθεί ζυγίζοντάς τα με ζυγό ελατηρίου. Αν ζυγίσουμε σώματα σε ζυγαριά με βάρη, τότε δεν θα παρατηρήσουμε αυτή τη διαφορά. Η ζυγαριά θα δείξει το ίδιο βάρος τόσο στον πόλο όσο και στον ισημερινό. τα βάρη, όπως και τα σώματα που ζυγίζονται, θα αλλάξουν φυσικά και σε βάρος.
Ας υποθέσουμε ότι ένα πλοίο με φορτίο ζυγίζει στις πολικές περιοχές, κοντά στον πόλο, περίπου 289 χιλιάδες τόνους. Κατά την άφιξη σε λιμάνια κοντά στον ισημερινό, ένα πλοίο με φορτίο θα ζυγίζει μόνο περίπου 288.000 τόνους. Έτσι, στον ισημερινό, το πλοίο έχασε περίπου χίλιους τόνους σε βάρος.
Όλα τα σώματα διατηρούνται στην επιφάνεια της γης μόνο λόγω του γεγονότος ότι η βαρύτητα ενεργεί πάνω τους. Το πρωί, σηκώνοντας από το κρεβάτι, μπορείτε να κατεβάσετε τα πόδια σας στο πάτωμα μόνο επειδή αυτή η δύναμη τα τραβάει προς τα κάτω.
Βαρύτητα μέσα στη Γη
Ας δούμε πώς αλλάζει βαρύτητα μέσα στη γη. Καθώς προχωράμε βαθύτερα στη Γη, η δύναμη της βαρύτητας αυξάνεται συνεχώς μέχρι ένα ορισμένο βάθος. Σε βάθος περίπου χιλίων χιλιομέτρων, η βαρύτητα θα έχει τη μέγιστη (μεγαλύτερη) τιμή και θα αυξηθεί σε σύγκριση με τη μέση τιμή της στην επιφάνεια της γης (9,81 m/s) κατά περίπου πέντε τοις εκατό. Με περαιτέρω εμβάθυνση, η δύναμη της βαρύτητας θα μειώνεται συνεχώς και στο κέντρο της Γης θα είναι ίση με το μηδέν.
Υποθέσεις σχετικά με την περιστροφή της Γης
Μας γη που περιστρέφεταικάνει μια πλήρη περιστροφή στον άξονά του σε 24 ώρες. Η φυγόκεντρος δύναμη είναι γνωστό ότι αυξάνεται αναλογικά με το τετράγωνο της γωνιακής ταχύτητας.
Επομένως, εάν η Γη επιταχύνει την περιστροφή της γύρω από τον άξονά της 17 φορές, τότε η φυγόκεντρος δύναμη θα αυξηθεί 17 φορές στο τετράγωνο, δηλαδή 289 φορές. Υπό κανονικές συνθήκες, όπως προαναφέρθηκε, η φυγόκεντρος δύναμη στον ισημερινό είναι το 1/289 της δύναμης της βαρύτητας. Με αύξηση 17 φορές η δύναμη έλξης και η φυγόκεντρος δύναμη γίνονται ίσες. Η δύναμη της βαρύτητας - το αποτέλεσμα αυτών των δύο δυνάμεων - με μια τέτοια αύξηση στην ταχύτητα της αξονικής περιστροφής της Γης θα είναι ίση με μηδέν.
Αυτή η ταχύτητα περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της ονομάζεται κρίσιμη, αφού με τέτοια ταχύτητα περιστροφής του πλανήτη μας όλα τα σώματα στον ισημερινό θα έχαναν το βάρος τους. Η διάρκεια της ημέρας σε αυτή την κρίσιμη περίπτωση θα είναι περίπου 1 ώρα και 25 λεπτά. Με περαιτέρω επιτάχυνση της περιστροφής της Γης, όλα τα σώματα (κυρίως στον ισημερινό) θα χάσουν πρώτα το βάρος τους και μετά θα εκτοξευθούν στο διάστημα από τη φυγόκεντρη δύναμη και η ίδια η Γη θα σχιστεί από την ίδια δύναμη.
Το συμπέρασμά μας θα ήταν σωστό αν η Γη ήταν ένα απολύτως άκαμπτο σώμα και, όταν επιτάχυνε την περιστροφική της κίνηση, δεν θα άλλαζε το σχήμα της, με άλλα λόγια, εάν η ακτίνα του ισημερινού της γης διατηρούσε την τιμή της. Αλλά είναι γνωστό ότι με την επιτάχυνση της περιστροφής της Γης, η επιφάνειά της θα πρέπει να υποστεί κάποια παραμόρφωση: θα αρχίσει να συρρικνώνεται προς την κατεύθυνση των πόλων και να διαστέλλεται προς την κατεύθυνση του ισημερινού. θα αποκτήσει ολοένα και πιο πεπλατυσμένη εμφάνιση. Το μήκος της ακτίνας του ισημερινού της γης θα αρχίσει τότε να αυξάνεται και έτσι θα αυξήσει τη φυγόκεντρη δύναμη.
Έτσι, τα σώματα στον ισημερινό θα χάσουν το βάρος τους προτού η ταχύτητα περιστροφής της Γης αυξηθεί κατά 17 φορές και η καταστροφή με τη Γη θα έρθει πριν η ημέρα μειώσει τη διάρκειά της σε 1 ώρα και 25 λεπτά. Με άλλα λόγια, η κρίσιμη ταχύτητα της περιστροφής της Γης θα είναι κάπως μικρότερη και η μέγιστη διάρκεια της ημέρας θα είναι κάπως μεγαλύτερη.
Φανταστείτε νοερά ότι η ταχύτητα της περιστροφής της Γης, για κάποιους άγνωστους λόγους, θα πλησιάσει την κρίσιμη. Τι θα γίνουν τότε οι κάτοικοι της γης;
Πρώτα απ 'όλα, παντού στη Γη η ημέρα θα είναι, για παράδειγμα, περίπου δύο ή τρεις ώρες. Η μέρα και η νύχτα θα αλλάξουν καλειδοσκοπικά γρήγορα. Ο ήλιος, όπως σε ένα πλανητάριο, θα κινηθεί πολύ γρήγορα στον ουρανό, και μόλις ξυπνήσετε και πλυθείτε, θα εξαφανιστεί ήδη πίσω από τον ορίζοντα και η νύχτα θα έρθει να τον αντικαταστήσει. Οι άνθρωποι δεν θα πλοηγούνται πλέον με ακρίβεια στο χρόνο. Κανείς δεν θα ξέρει ποια μέρα του μήνα είναι και ποια μέρα της εβδομάδας. Η κανονική ανθρώπινη ζωή θα είναι αποδιοργανωμένη.
Τα ρολόγια εκκρεμούς θα επιβραδυνθούν και μετά θα σταματήσουν παντού. Περπατούν επειδή η βαρύτητα δρα πάνω τους. Πράγματι, στην καθημερινότητά μας, όταν οι «περιπατητές» αρχίζουν να υστερούν ή να βιάζονται, τότε είναι απαραίτητο να κοντύνουμε ή να επιμηκύνουμε το εκκρεμές τους, ή ακόμα και να κρεμάσουμε κάποιο επιπλέον βάρος στο εκκρεμές.
Τα σώματα στον ισημερινό θα χάσουν το βάρος τους. Κάτω από αυτές τις φανταστικές συνθήκες θα είναι εύκολο να σηκώσετε πολύ βαριά σώματα. Δεν θα είναι δύσκολο να σηκώσετε ένα άλογο, έναν ελέφαντα ή ακόμα και να σηκώσετε ένα ολόκληρο σπίτι. Τα πουλιά θα χάσουν την ικανότητά τους να προσγειωθούν. Εδώ είναι ένα κοπάδι από σπουργίτια που κάνουν κύκλους πάνω από μια γούρνα με νερό. Κελαηδούν δυνατά, αλλά δεν μπορούν να κατέβουν. Μια χούφτα σιτηρά που πέταξε από αυτόν θα κρεμόταν πάνω από τη Γη σε χωριστούς κόκκους.
Ας, περαιτέρω, η ταχύτητα περιστροφής της Γης πλησιάζει όλο και περισσότερο την κρίσιμη. Ο πλανήτης μας είναι έντονα παραμορφωμένος και αποκτά μια όλο και πιο ισοπεδωμένη εμφάνιση. Παρομοιάζεται με ένα γαϊτανάκι που περιστρέφεται γρήγορα και απειλεί να πετάξει τους κατοίκους του.
Τότε τα ποτάμια θα σταματήσουν να ρέουν. Θα είναι από καιρό στάσιμοι βάλτοι. Τα τεράστια ωκεάνια πλοία μετά βίας θα αγγίξουν την επιφάνεια του νερού με τον πυθμένα τους, τα υποβρύχια δεν θα μπορούν να βουτήξουν στα βάθη της θάλασσας, τα ψάρια και τα θαλάσσια ζώα θα κολυμπούν στην επιφάνεια των θαλασσών και των ωκεανών, δεν θα μπορούν πλέον να κρυφτεί στα βάθη της θάλασσας. Οι ναυτικοί δεν θα μπορούν πια να αγκυροβολούν, δεν θα έχουν πλέον τα πηδάλια των πλοίων τους, τα μεγάλα και τα μικρά πλοία θα στέκονται ακίνητα.
Εδώ είναι μια άλλη φανταστική εικόνα.
Το επιβατικό σιδηροδρομικό τρένο στέκεται στο σταθμό. Το σφύριγμα έχει ήδη χτυπηθεί. το τρένο πρέπει να φύγει. Ο οδηγός έλαβε όλα τα απαραίτητα μέτρα. Ο τροφοδότης ρίχνει γενναιόδωρα κάρβουνο στο φούρνο. Μεγάλοι σπινθήρες πετούν από την καμινάδα μιας ατμομηχανής. Οι τροχοί γυρίζουν απελπισμένα. Αλλά η ατμομηχανή στέκεται ακίνητη. Οι τροχοί του δεν αγγίζουν τις ράγες και δεν υπάρχει τριβή μεταξύ τους. Θα έρθει η στιγμή που οι άνθρωποι δεν θα μπορούν να κατέβουν στο πάτωμα. θα κολλήσουν σαν μύγες στο ταβάνι.
Αφήστε την ταχύτητα περιστροφής της Γης να συνεχίσει να αυξάνεται. Η φυγόκεντρος δύναμη είναι όλο και πιο ανώτερη στο μέγεθός της από τη δύναμη της έλξης... Τότε άνθρωποι, ζώα, οικιακά είδη, σπίτια, όλα τα αντικείμενα στη Γη, ολόκληρος ο ζωικός κόσμος της θα πεταχτούν στον παγκόσμιο χώρο.
Η αυστραλιανή ήπειρος θα χωριστεί από τη Γη και θα κρέμεται στο διάστημα σαν ένα κολοσσιαίο μαύρο σύννεφο. Η Αφρική θα πετάξει στα βάθη της σιωπηλής αβύσσου, μακριά από τη Γη. Τα νερά του Ινδικού Ωκεανού θα μετατραπούν σε έναν τεράστιο αριθμό σφαιρικών σταγόνων και θα πετάξουν επίσης σε απεριόριστες αποστάσεις. Η Μεσόγειος Θάλασσα, πριν προλάβει να μετατραπεί σε γιγάντιες συσσωρεύσεις σταγόνων, θα χωριστεί από τον πυθμένα με όλο το πάχος του νερού, κατά μήκος του οποίου θα είναι δυνατό να περάσει ελεύθερα από τη Νάπολη στο Αλγέρι.
Τέλος, η ταχύτητα περιστροφής θα αυξηθεί τόσο πολύ, η φυγόκεντρος δύναμη θα αυξηθεί τόσο πολύ που ολόκληρη η Γη θα σχιστεί.
Ωστόσο, ούτε αυτό μπορεί να συμβεί. Η ταχύτητα της περιστροφής της Γης, όπως είπαμε παραπάνω, δεν αυξάνεται, αλλά αντίθετα μειώνεται ακόμη και λίγο - ωστόσο, είναι τόσο μικρή που, όπως ήδη γνωρίζουμε, σε 50 χιλιάδες χρόνια η διάρκεια της ημέρας αυξάνεται μόνο κατά ένα δευτερόλεπτο. Με άλλα λόγια, η Γη περιστρέφεται τώρα με τέτοια ταχύτητα που είναι απαραίτητη για να ανθίσει η χλωρίδα και η πανίδα του πλανήτη μας κάτω από τις θερμογόνους, ζωογόνους ακτίνες του Ήλιου για πολλές χιλιετίες.
Τιμή τριβής
Ας δούμε τώρα τι η τριβή έχει σημασίακαι τι θα γινόταν αν δεν ήταν εκεί. Η τριβή είναι γνωστό ότι έχει βλαβερή επίδραση στα ρούχα μας: τα παλτό φθείρουν πρώτα τα μανίκια και οι μπότες τις σόλες, καθώς τα μανίκια και οι σόλες υπόκεινται περισσότερο σε τριβή. Φανταστείτε όμως για μια στιγμή ότι η επιφάνεια του πλανήτη μας ήταν, σαν να λέγαμε, καλά γυαλισμένη, τέλεια λεία και η πιθανότητα τριβής θα αποκλείονταν. Θα μπορούσαμε να περπατήσουμε σε μια τέτοια επιφάνεια; Φυσικά και όχι.
Όλοι γνωρίζουν ότι ακόμα και σε πάγο και σε τριμμένο πάτωμα είναι πολύ δύσκολο να περπατήσεις και πρέπει να προσέξεις να μην πέσεις. Αλλά η επιφάνεια του πάγου και το τριμμένο δάπεδο έχουν ακόμα κάποια τριβή.
Αν η δύναμη τριβής εξαφανιζόταν στην επιφάνεια της Γης, τότε στον πλανήτη μας θα βασίλευε για πάντα απερίγραπτο χάος. Αν δεν υπάρξει τριβή, η θάλασσα θα μαίνεται για πάντα και η καταιγίδα δεν θα υποχωρήσει ποτέ. Οι ανεμοστρόβιλοι δεν θα σταματήσουν να κρέμονται πάνω από τη Γη και ο άνεμος θα φυσάει συνεχώς. Οι μελωδικοί ήχοι του πιάνου, του βιολιού και το τρομερό βρυχηθμό των αρπακτικών ζώων θα ανακατευτούν και θα εξαπλωθούν ατελείωτα στον αέρα.
Ελλείψει τριβής, ένα σώμα σε κίνηση δεν θα σταματούσε ποτέ. Σε μια απόλυτα λεία επιφάνεια της γης, διάφορα σώματα και αντικείμενα θα αναμειγνύονταν για πάντα σε μια μεγάλη ποικιλία κατευθύνσεων. Γελοίος και τραγικός θα ήταν ο κόσμος της Γης, αν δεν υπήρχε η τριβή και η έλξη της Γης.
