Vivimos en la Tierra, nos movemos a lo largo de su superficie, como a lo largo del borde de un acantilado rocoso que se eleva sobre un abismo sin fondo. Nos mantenemos en este borde del abismo sólo por lo que nos afecta. la gravedad de la tierra; no caemos de la superficie de la tierra solo porque tengamos, como dicen, cierto peso. Instantáneamente saldríamos volando de este “acantilado” y volaríamos rápidamente hacia el abismo del espacio si la fuerza de gravedad de nuestro planeta dejara de actuar repentinamente. Correríamos interminablemente en el abismo del espacio del mundo, sin saber ni arriba ni abajo.
locomoción de la tierra
Su movimiento en la tierra nosotros también se lo debemos a la gravedad. Caminamos sobre la Tierra y constantemente vencemos la resistencia de esta fuerza, sintiendo su acción, como una pesada carga sobre nuestros pies. Esta "carga" se hace sentir especialmente al escalar una montaña, cuando hay que arrastrarla, como una especie de pesos pesados colgando de los pies. Afecta no menos agudamente al descender la montaña, obligándonos a acelerar nuestros pasos.
Estas direcciones, "arriba" y "abajo", nos las indica la gravedad. En todos los puntos de la superficie terrestre, se dirige casi al centro de la Tierra. Por lo tanto, los conceptos de "abajo" y "arriba" serán diametralmente opuestos para las llamadas antípodas, es decir, personas que viven en partes diametralmente opuestas de la superficie terrestre. Por ejemplo, la dirección que para los habitantes de Moscú es "abajo", para los habitantes de Tierra del Fuego es "arriba". Las direcciones que muestran "abajo" para las personas en el polo y en el ecuador forman un ángulo recto; son perpendiculares entre si.
Fuera de la Tierra, al alejarse de ella, la fuerza de gravedad disminuye, ya que disminuye la fuerza de atracción (la fuerza de atracción de la Tierra, como la de cualquier otro cuerpo del mundo, se extiende indefinidamente lejos en el espacio) y aumenta la fuerza centrífuga. , lo que reduce la fuerza de gravedad. Por tanto, cuanto más alto levantemos alguna carga, por ejemplo, en un globo, menos pesará esa carga.
La fuerza centrífuga de la tierra
Debido a la rotación diurna, fuerza centrífuga de la tierra. Esta fuerza actúa en todas partes sobre la superficie de la Tierra en una dirección perpendicular al eje de la tierra y alejándose de él. Fuerza centrífuga pequeño en comparación con gravedad. En el ecuador alcanza su mayor valor. Pero incluso aquí, según los cálculos de Newton, la fuerza centrífuga es sólo 1/289 de la fuerza de atracción. Cuanto más al norte del ecuador, menos fuerza centrífuga. En el mismo polo es cero.
A cierta altura fuerza centrífuga aumentará tanto que será igual a la fuerza de atracción, y la fuerza de gravedad primero será igual a cero, y luego, al aumentar la distancia de la Tierra, tomará un valor negativo y aumentará continuamente, siendo dirigida en dirección opuesta con respecto a la Tierra.
Gravedad
La fuerza resultante de la atracción de la Tierra y la fuerza centrífuga se llama gravedad. La fuerza de la gravedad en todos los puntos de la superficie terrestre sería la misma si nuestra bola fuera perfectamente precisa y regular, si su masa tuviera la misma densidad en todas partes y, finalmente, si no hubiera una rotación diaria alrededor del eje.
Pero, dado que nuestra Tierra no es una bola regular, no consiste en todas sus partes de rocas de la misma densidad y gira todo el tiempo, entonces, por lo tanto, la gravedad en cada punto de la superficie terrestre es ligeramente diferente.
Por lo tanto, en cada punto de la superficie terrestre la magnitud de la gravedad depende de la magnitud de la fuerza centrífuga, que reduce la fuerza de atracción, de la densidad de las rocas terrestres y de la distancia desde el centro de la tierra. A mayor distancia, menor gravedad. Los radios de la Tierra, que en un extremo, por así decirlo, descansan contra el ecuador terrestre, son los más grandes. Los radios que tienen como extremo el punto del Polo Norte o del Polo Sur son los más pequeños. Por lo tanto, todos los cuerpos en el ecuador tienen menos gravedad (menos peso) que en el polo.
Se sabe que la gravedad es mayor en el polo que en el ecuador por 1/289.
Esta diferencia de gravedad de los mismos cuerpos en el ecuador y en el polo se puede encontrar pesándolos con una balanza de resorte. Si pesamos cuerpos en balanzas con pesas, no notaremos esta diferencia. La balanza mostrará el mismo peso tanto en el polo como en el ecuador; los pesos, como los cuerpos que están siendo pesados, también, por supuesto, cambiarán de peso.
Supongamos que un barco con carga pesa en las regiones polares, cerca del polo, unas 289 mil toneladas. A su llegada a los puertos cercanos al ecuador, un barco con carga pesará solo unas 288.000 toneladas. Así, en el ecuador, el barco perdió unas mil toneladas de peso.
Todos los cuerpos se mantienen en la superficie de la tierra sólo por el hecho de que la gravedad actúa sobre ellos. Por la mañana, al levantarse de la cama, puede bajar los pies al suelo solo porque esta fuerza los empuja hacia abajo.
Gravedad dentro de la Tierra
Vamos a ver cómo cambia gravedad dentro de la tierra. A medida que nos adentramos más en la Tierra, la fuerza de la gravedad aumenta continuamente hasta cierta profundidad. A una profundidad de unos mil kilómetros, la gravedad tendrá un valor máximo (mayor) y aumentará con respecto a su valor medio en la superficie terrestre (9,81 m/s) en aproximadamente un cinco por ciento. Con mayor profundidad, la fuerza de gravedad disminuirá continuamente y en el centro de la Tierra será igual a cero.
Suposiciones sobre la rotación de la Tierra
Nuestro tierra giratoria da una vuelta completa sobre su eje en 24 horas. Se sabe que la fuerza centrífuga aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad angular.
Por lo tanto, si la Tierra acelera su rotación alrededor de su eje 17 veces, la fuerza centrífuga aumentará 17 veces al cuadrado, es decir, 289 veces. En condiciones normales, como se mencionó anteriormente, la fuerza centrífuga en el ecuador es 1/289 de la fuerza de gravedad. con un aumento 17 veces la fuerza de atracción y la fuerza centrífuga se igualan. La fuerza de gravedad, la resultante de estas dos fuerzas, con tal aumento en la velocidad de rotación axial de la Tierra será igual a cero.
Esta velocidad de rotación de la Tierra alrededor de su eje se llama crítica, ya que a tal velocidad de rotación de nuestro planeta todos los cuerpos en el ecuador perderían su peso. La duración de la jornada en este caso crítico será de aproximadamente 1 hora y 25 minutos. Con una mayor aceleración de la rotación de la Tierra, todos los cuerpos (principalmente en el ecuador) primero perderán su peso y luego serán lanzados al espacio por la fuerza centrífuga, y la Tierra misma será destrozada por la misma fuerza.
Nuestra conclusión sería correcta si la Tierra fuera un cuerpo absolutamente rígido y, al acelerar su movimiento de rotación, no cambiara de forma, es decir, si el radio del ecuador terrestre mantuviera su valor. Pero se sabe que con la aceleración de la rotación de la Tierra, su superficie tendrá que sufrir alguna deformación: comenzará a contraerse en dirección a los polos ya expandirse en dirección al ecuador; tomará una apariencia cada vez más aplanada. Entonces, la longitud del radio del ecuador terrestre comenzará a aumentar y, por lo tanto, aumentará la fuerza centrífuga.
Así, los cuerpos en el ecuador perderán su peso antes de que la velocidad de rotación de la Tierra aumente 17 veces, y la catástrofe con la Tierra llegará antes de que el día reduzca su duración a 1 hora y 25 minutos. En otras palabras, la velocidad crítica de rotación de la Tierra será algo menor y la duración máxima del día será algo mayor.
Imagina mentalmente que la velocidad de rotación de la Tierra, por alguna razón desconocida, se acercará a la crítica. ¿Qué será entonces de los habitantes de la tierra?
En primer lugar, en todas partes de la Tierra un día será, por ejemplo, de unas dos o tres horas. El día y la noche cambiarán caleidoscópicamente rápidamente. El sol, como en un planetario, se moverá muy rápido por el cielo, y tan pronto como te despiertes y te laves, ya desaparecerá tras el horizonte, y la noche vendrá a reemplazarlo. La gente ya no navegará con precisión en el tiempo. Nadie sabrá qué día del mes es y qué día de la semana es. La vida humana normal será desorganizada.
Los relojes de péndulo se ralentizarán y luego se detendrán en todas partes. Caminan porque la gravedad actúa sobre ellos. De hecho, en nuestra vida cotidiana, cuando los "caminantes" comienzan a retrasarse o a correr, entonces es necesario acortar o alargar su péndulo, o incluso colgar algún peso adicional en el péndulo.
Los cuerpos en el ecuador perderán su peso. Bajo estas condiciones imaginarias será fácil levantar cuerpos muy pesados. No será difícil cargar con un caballo, un elefante o incluso levantar una casa entera. Las aves perderán su capacidad de aterrizar. Aquí hay una bandada de gorriones dando vueltas sobre un abrevadero con agua. Pian fuerte, pero no pueden descender. Un puñado de grano arrojado por él colgaría sobre la Tierra en granos separados.
Deje, además, que la velocidad de rotación de la Tierra se acerque cada vez más a la crítica. Nuestro planeta está fuertemente deformado y adquiere una apariencia cada vez más aplanada. Se compara con un carrusel que gira rápidamente y amenaza con deshacerse de sus habitantes.
Entonces los ríos dejarán de fluir. Serán pantanos estancados durante mucho tiempo. Enormes barcos oceánicos apenas tocarán la superficie del agua con sus fondos, los submarinos no podrán sumergirse en las profundidades del mar, los peces y animales marinos nadarán en la superficie de los mares y océanos, ya no podrán esconderse en las profundidades del mar. Los marineros ya no podrán fondear, ya no serán dueños de los timones de sus barcos, los barcos grandes y pequeños permanecerán inmóviles.
Aquí hay otra imagen imaginaria.
El tren de pasajeros se encuentra en la estación. El silbato ya ha sonado; el tren debe partir. El conductor tomó todas las medidas necesarias. El fogonero arroja generosamente carbón al horno. Grandes chispas salen de la chimenea de una locomotora de vapor. Las ruedas están girando desesperadamente. Pero la locomotora está parada. Sus ruedas no tocan los raíles y no existe fricción entre ellos. Llegará el momento en que la gente no podrá bajar al suelo; se pegarán como moscas al techo.
Deja que la velocidad de rotación de la Tierra siga aumentando. La fuerza centrífuga es cada vez más superior en su magnitud a la fuerza de atracción... Entonces las personas, los animales, los artículos domésticos, las casas, todos los objetos de la Tierra, todo su mundo animal serán arrojados al espacio mundial.
El continente australiano se separará de la Tierra y colgará en el espacio como una colosal nube negra. África volará hacia las profundidades del abismo silencioso, lejos de la Tierra. Las aguas del Océano Índico se convertirán en una gran cantidad de gotas esféricas y también volarán a distancias ilimitadas. El mar Mediterráneo, antes de que haya tenido tiempo de convertirse en gigantescos cúmulos de gotas, se separará del fondo con todo su espesor de agua, por el que se podrá pasar libremente desde Nápoles hasta Argel.
Finalmente, la velocidad de rotación aumentará tanto, la fuerza centrífuga aumentará tanto que toda la Tierra se desgarrará.
Sin embargo, esto tampoco puede suceder. La velocidad de rotación de la Tierra, como dijimos anteriormente, no aumenta, sino que, por el contrario, incluso disminuye un poco; sin embargo, es tan pequeña que, como ya sabemos, en 50 mil años aumenta la duración del día. por solo un segundo. En otras palabras, la Tierra ahora gira a tal velocidad que es necesaria para que la flora y la fauna de nuestro planeta florezcan bajo los rayos caloríficos y vivificantes del Sol durante muchos milenios.
Valor de fricción
Veamos ahora qué la fricción importa y qué pasaría si no estuviera allí. Se sabe que la fricción tiene un efecto nocivo en nuestra ropa: los abrigos desgastan primero las mangas y las botas las suelas, ya que las mangas y las suelas están más sujetas a la fricción. Pero imagine por un momento que la superficie de nuestro planeta estuviera, por así decirlo, bien pulida, perfectamente lisa, y la posibilidad de fricción estaría excluida. ¿Podríamos caminar sobre una superficie así? Por supuesto que no.
Todo el mundo sabe que incluso sobre hielo y suelo rozado es muy difícil caminar y hay que tener cuidado de no caerse. Pero la superficie del hielo y el piso frotado todavía tienen algo de fricción.
Si la fuerza de fricción desapareciera en la superficie de la Tierra, reinaría para siempre un caos indescriptible en nuestro planeta. Si no hay fricción, el mar rugirá para siempre y la tormenta nunca amainará. Los tornados de arena no dejarán de cernirse sobre la Tierra, y el viento soplará constantemente. Los sonidos melódicos del piano, el violín y el terrible rugido de los animales depredadores se mezclarán y extenderán sin cesar en el aire.
En ausencia de fricción, un cuerpo en movimiento nunca se detendría. En una superficie terrestre absolutamente lisa, varios cuerpos y objetos se mezclarían para siempre en una amplia variedad de direcciones. Ridículo y trágico sería el mundo de la Tierra, si no existiera la fricción y la atracción de la Tierra.
