Warum können wir nicht spüren, wie sich die Erde dreht?

Da die Rotation der Erde sehr gleichmäßig ist und sich nicht ändert, ist die gefühlte Zentripetalbeschleunigung nahezu konstant. Dies bedeutet, dass die (kleine) Zentrifugalkraft der Rotation zur Schwerkraft hinzugefügt wird, um die "Hintergrundkraft" zu bilden, die wir nicht bemerken.

Erdbeben sind überhaupt nicht glatt und die damit verbundenen Beschleunigungen sind groß und ändern häufig die Richtung. Dies macht es einfach, sie zu fühlen.

Vi Hart hat hier eine gute Erklärung.

Dans Antwort ist im Wesentlichen gut, vermisst jedoch einen Effekt: den Coriolis-Effekt . Sie können sich einen Planeten vorstellen, der sich viel schneller dreht als die Erde, aber mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit. Auf diesem schnell rotierenden Planeten würde die Erklärung von Dan immer noch bestehen, aber sobald wir uns bewegen, würden wir eine seitliche Coriolis-Kraft spüren.

Die Coriolis-Beschleunigung ist$2\vec{\Omega}\times\vec v$, wo$\vec{\Omega}$ist die (vektorielle) Kreisfrequenz der Rotation des Planeten und$\vec v$die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts. Für ein Objekt, das sich mit Schallgeschwindigkeit (340 m/s) in der Nähe des Erdpols bewegt, wo der Effekt maximal ist, ist die Coriolis-Beschleunigung

Dieser kleine Effekt kann sich über große Entfernungen ansammeln und sichtbare Auswirkungen haben, insbesondere im meteorologischen Maßstab. In gewisser Weise spüren wir die Erdrotation, wenn wir die dominante Windrichtung in unserer Region spüren. Der Parameter, der die Intensität des Coriolis-Effekts für ein Phänomen charakterisiert, ist die Rossby-Zahl , die groß ist, wenn der Coriolis-Effekt vernachlässigbar ist. Wenn das Phänomen, das Sie analysieren, eine typische Geschwindigkeit hat$v$, treten über eine Entfernung auf$L$, ist die Rosby-Zahl im Wesentlichen proportional zum Verhältnis der Umlaufzeit (in unserem Fall 24 h) zur Zeit$v/L$es braucht, um die typische Distanz zu überwinden.

Bei meteorologischen Depressionen braucht der Wind mehrere Tage, um die Tausende von Kilometern zurückzulegen, die er überspannt, und der Coriolis-Effekt hat einen wichtigen Effekt. Um die Wirkung im Alltag wirklich zu spüren, müsste man sich auf einem Planeten mit einem Tag von wenigen Sekunden befinden, wie dem Planeten des Laternenanzünders des kleinen Prinzen ! Wenn Sie nicht auf einem schnell rotierenden Asteroiden leben, können Sie die Wirkung natürlich auf einem Karussell sehen .

Ich weiß, dass es für diese Frage sehr spät im Spiel ist, aber dies ist teilweise eine Biologiefrage. Wir spüren die Rotation der Erde nicht, weil unsere Gehirne voreingenommen sind, sie haben sich so entwickelt. Es ist nicht sinnvoll, diese Rotation Tag für Tag zu erleben/sich dieser Rotation bewusst zu sein, genauso wenig ist es sinnvoll, sich der Schwerkraft bewusst zu sein. Deshalb funktioniert diese optische Täuschung auch:

Starren Sie etwa 30 Sekunden lang auf den weißen Punkt zwischen Grün und Rot, und schauen Sie dann auf den weißen Punkt zwischen den identischen Wüstenbildern.

Unser Gehirn stellt sich ständig auf das ein, was „normal“ ist. In der obigen Illusion „lernt“ Ihr Gehirn, dass die rechte Seite seines Sichtfeldes unter roter Beleuchtung steht, während die linke Seite unter grüner Beleuchtung steht. Wenn Sie sich die Wüstenszenen unten ansehen, spiegelt sich diese neue Neigung wider, die Ihr Gehirn angenommen hat.

Dan hat dies auch in seiner Antwort angesprochen und über die "Hintergrundkraft" gesprochen, die wir nicht bemerken. Es ist wichtig, dass die Rotation ziemlich konstant ist, weil unser Gehirn Zeit braucht, um sich anzupassen. Aber wenn sich die Erde plötzlich mit einer höheren, aber ebenso konstanten Winkelgeschwindigkeit zu drehen beginnt, könnten wir alle eine Weile damit kämpfen.

Wenn Sie die Farbabweichung für Ihre Augen anpassen, erfolgt die Anpassung innerhalb weniger Sekunden, andere Änderungen sind jedoch schwieriger anzupassen. Ein Beispiel sind umgedrehte Brillen . Etwas googeln brachte mich auf die Wikipedia-Seite zur Wahrnehmungsanpassung . Obwohl sich dies auf die Anpassung des Sehsinns konzentriert, ist diese Anpassung eine allgemeine Funktion des Gehirns. Ich vermute, dass die Anpassung in dem Fall, in dem sich die Hintergrundkraft ändert, ungefähr genauso lange dauern würde wie im Fall der umgedrehten Brille, vielleicht etwas weniger - obwohl dies nur eine Vermutung ist.

Warum wir Erdbeben spüren, ist dann leicht zu verstehen. Die Vorspannung ermöglicht unserem Gehirn, eine Hintergrundkraft effektiv auszublenden, aber die Kräfte eines Erdbebens sind nicht Teil dieses Hintergrunds und werden daher gefühlt. Es ist, als würde man ein Audiosignal mit einem konstanten Hintergrundrauschen empfangen. Da es nicht hilfreich (und nervig) ist, dieses Hintergrundgeräusch die ganze Zeit zu hören, passen Sie Ihre Vorspannung an. Aber unregelmäßige Geräusche oder ein Signal sind immer noch zu hören. Dies ist ein Erdbeben in der Analogie.

Können wir das einfach halten?

Die Antwort ist, dass die mit der Drehung verbundene Beschleunigung sehr klein ist und in der Definition der Vertikalen berücksichtigt wird.

Die Beschleunigung ist klein:$\omega^2 R \cos \theta = 0.032 m/s^2$oder 3 mg am Äquator.$\theta$ist der Breitengrad.

Die Beschleunigung macht einen Winkel von$\theta$mit der Richtung zum Erdmittelpunkt. Die Gesamtkraft ist die vektorielle Summe aus Schwerkraft und Zentripetalkraft und definiert lediglich die vertikale Richtung um einen winzigen Betrag neu. Wenn Ihr Boden lotrecht gemacht wurde, ist diese winzige Abweichung in Ihr Haus und Ihre Stadt eingebaut.

Wir spüren nicht, wie sich die Erde dreht, weil wir, die Atmosphäre, die Wolkenkratzer und alles andere sich mit der Erde mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit drehen.