Ist eine Seite der Erde nachts schneller und tagsüber langsamer?

Ich lese Physics for Entertainment von Yakov Perelman und darin sagt er unter "Wenn wir uns schneller um die Sonne bewegen", dass um Mitternacht die Rotationsgeschwindigkeit der Erde zu der der Erdübersetzung addiert wird, was effektiv bedeutet, dass wir uns nachts schneller bewegen als tagsüber.

Er fährt fort: "Da sich jeder Punkt mit einem halben Kilometer pro Sekunde um die Erde bewegt, beträgt der Unterschied zwischen Mittags- und Mitternachtsgeschwindigkeit dort etwa einen ganzen Kilometer pro Sekunde."

Geschieht dies wegen der Schwerkraft der Sonne? Ist dies nur ein Phänomen eines Objekts, wie eines Rads (ich habe gehört, dass es jemand in einem Quora erklärt hat, aber ich war mir nicht sicher, ob es damit zusammenhängt)?

Wie auch immer, ich verstehe es nicht, bitte erklären Sie es mir auf einfache Weise oder sagen Sie mir, was ich lernen soll, damit ich es verstehe.

Ein Auszug aus dem Buch:

Auszug aus Buch

Dies ist das Ergebnis der Addition der Rotation der Erde um ihre eigene Achse zu ihrer viel schnelleren Rotation um die Sonne.

Antworten (2)

Sjruru,

Das Rad ist in der Tat eine großartige Analogie dafür. Stellen Sie sich ein einzelnes Rad mit Mittelpunkt O vor, das über den Boden rollt. Nehmen Sie zwei gegenüberliegende Punkte auf dem Rad (oben und unten) und nennen Sie sie T bzw. P.

Dieser ist von Physics StackExchange - ich nehme keine Anerkennung dafür.

Schauen Sie sich Diagramm (a) an, in dem sich das Rad nur um den Ursprung O dreht. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt hat am Punkt P die Geschwindigkeit -v und T die Geschwindigkeit +v (wobei die Geschwindigkeit tangential zum Umfang des Rads ist). ).

Wenn sich das Rad in (b) mit der Geschwindigkeit +v rein vorwärts bewegt (translatiert), folgt daraus, dass alle Punkte des Rads auch die Geschwindigkeit +v haben.

Da (c) ein Rad ist, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit (v) dreht und vorwärts bewegt, ist es daher eine Kombination der Prozesse, die sowohl in (a) als auch in (b) auftreten. Hier hat P (in Kontakt mit dem Boden) zu jedem Zeitpunkt eine Momentangeschwindigkeit von Null (da es sich sowohl bei -v dreht als auch bei +v verschiebt, was sich zu 0 aufhebt). Also = 0.

Punkt O bewegt sich mit der Geschwindigkeit +v vorwärts, da er nicht rotiert, sondern rein translatorisch.

Schließlich dreht sich Punkt T jedoch nicht nur mit der Geschwindigkeit +v vorwärts, sondern verschiebt sich auch mit +v vorwärts. v + v = 2v, also hat T zu jedem gegebenen Zeitpunkt eine Geschwindigkeit von +2v. Also = 2.

Ersetzen Sie nun das Rad durch die Erde, und ein Punkt (Q) unter dem Boden ist dort, wo die Sonne liegt. Sowohl die Radsituation als auch die Erdumlaufbahn sind ähnlich, da sich sowohl das Rad als auch die Erde gleichzeitig drehen und verschieben. Wir wissen auch, dass sich die Erde im Uhrzeigersinn dreht, wenn der Betrachter unter der Erdumlaufbahn steht und beobachtet, wie sie sich nach rechts verschiebt.

Rotation der Erde um die Sonne

Daher würde sich die Außenseite der Erde (von der Sonne abgewandt) auf die gleiche Weise schneller bewegen als die Innenseite (der Sonne zugewandt).

Ohne die Geschwindigkeit der reinen Translation der Erde zu kennen, beträgt die Geschwindigkeit der Erdrotation (am Punkt P und T) laut Yakov Perelman in Ihrem Auszug etwa v = 0,5 km / s . Da die reine Translation nur zu den Geschwindigkeiten von P und T gleich hinzukommt (zB Translationsgeschwindigkeit = t km/s)

Deshalb,

Gesamtgeschwindigkeit von P (innen) = t - v km/s

Gesamtgeschwindigkeit von T (außen) = t + v km/s

Der Unterschied zwischen den beiden Seiten der Erde (T - P) = 2*v km/s = 2*0,5 km/s = 1 km/s .

Und natürlich wäre die Innenseite (P) die Tageszeit und die Außenseite (T) die Außenseite.

Es ist eine ziemliche Erkenntnis, dass wir nachts tatsächlich doppelt so schnell durch das Sonnensystem fliegen wie unsere Kollegen am Tag.

Gute Frage, und hoffe, das hilft!

Dein Eugen.

Die Erdoberfläche erfährt gleichzeitig zwei verschiedene Bewegungen. Der ganze Planet dreht sich um die Sonne, und der Planet dreht sich auch. Um Mitternacht gehen diese beiden Bewegungen in dieselbe Richtung; Mittags sind sie in entgegengesetzte Richtungen und zu anderen Zeiten sind die beiden Richtungen schräg. Nachts addiert sich die kleinere Rotationsgeschwindigkeit zur Nettogeschwindigkeit, während sie tagsüber subtrahiert.