Haben Menschen und menschengemachte Aktivitäten/Konstruktionen einen Einfluss auf die Rotation der Erde?

Wir laufen oder fahren täglich mit unseren Fahrzeugen zu unseren Zielen. Hat unsere Bewegung einen Einfluss auf die Rotation der Erde nach Newtons Gesetz? Was wird die Wirkung haben, wenn wir alle Völker samt ihren Fahrzeugen mit maximaler Geschwindigkeit in einer Linie in einer Richtung entlang des Äquators bewegen? Wie viel Wirkung wird es haben?

Die BBC-Dokumentation „Super Sized Earth“ behauptet, dass alle von uns gebauten Flussdämme die Rotationsgeschwindigkeit der Erde und die Länge eines Tages „im Bruchteil einer Sekunde“ verändert hätten.
Siehe xkcd.com/162 .

Antworten (3)

Im Prinzip ja, aber die Auswirkungen sind fast völlig zu vernachlässigen. Wenn sich Objekte auf der Erdoberfläche bewegen, ändert sich das Trägheitsmoment der Erde um winzige Beträge, und dies beeinflusst ihre Rotation. Die Durchführung einer Größenordnungsschätzung über das Verhältnis des Beitrags zum Trägheitsmoment eines personengroßen Objekts am Äquator zum Trägheitsmoment der Erde ergibt jedoch

ich p ich E ∼ M p R E 2 M E R E 2 ∼ 10 2 k g 10 24 k g ∼ 10 − 20 ,
und selbst wenn wir die gesamte Bevölkerung der Erde plus ihre Fahrzeuge berücksichtigen würden (durch konservatives Multiplizieren des Zählers mit 10 11 oder so), würden wir immer noch eine Nummer in der Größenordnung von bekommen 10 − 10 . Wir können also sehen, dass solche kleinen Objekte auf der Oberfläche einen völlig vernachlässigbaren Einfluss auf die Erdrotation haben (zumindest in dem Sinne, dass unsere Bewegungen einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Änderung des Trägheitsmoments der Erde haben).

Ganz zu schweigen davon, dass unsere Bewegung auf der Erde im Wesentlichen zufällig und gegenläufig ist, Ihre Antwort macht den schlimmsten Fall, dass wir uns alle organisieren und in die gleiche Richtung laufen ...
Maby als Folgefrage: Könnte eine oder mehrere unserer stärksten Atomwaffen eine signifikante Veränderung bewirken?
@MichielT Nun, laut hypertextbook.com/facts/2000/MuhammadKaleem.shtml liegt die bei einer Atomexplosion freigesetzte Energie in der Größenordnung von Zehntausenden Terajoule. Lassen Sie uns äußerst großzügig sein und sagen, dass wir eine nukleare Explosion erzeugen könnten, die freigesetzt wird 10 20 J . Die Rotationsenergie der Erde liegt in der Größenordnung von ich E ω 2 ∼ 10 28 J Die Energie der Explosion hat also einen Faktor von etwa 10 8 weniger Energie.
(Fortsetzung) Selbst wenn jedes bisschen dieser Energie verwendet würde, um die Erdrotation zu verlangsamen, würde sich der Tag nur um etwa eine Zehntel Millisekunde verlängern (ich habe eine sehr grobe Berechnung angestellt, um dies zu bestimmen, die ich posten kann, wenn Sie möchten. )
@MichielT Du hast mich inspiriert, diesen Blogbeitrag zu schreiben joshphysics.com/2013/03/10/…
@joshphysics schön! +1
Selbst wenn (irgendwie) die gesamte Energie der nuklearen Explosion die Erde dazu bringen würde, sich in eine Richtung zu drehen (und folglich eine große Menge Luft in die andere Richtung), würde die Reibung der Luft gegen den Boden sogar dies ändern, also die endgültige Drehung der Erde (wahrscheinlich mehrere Stunden später) wäre gleich der vor der Explosion [vorausgesetzt, dass kein Material in den Weltraum entweicht und das Trägheitsmoment der Erde nicht durch die Bewegung des Bodens verändert wird]. Siehe what-if.xkcd.com/26
Wenn die gesamte Explosion die Erde nach unten (etwas plausibler) und ein großes Luftvolumen nach oben bewegen würde, würde die Gravitationswechselwirkung zwischen Luft und Erde die Erde ziemlich scharf in ihre ursprüngliche Position zurückbringen [wieder unter der Annahme, dass kein Material an den Weltraum verloren geht ]

Das tut es, aber Änderungen sind so winzig, dass sie nicht wirklich zählen.

Selbst wenn alle auf der Welt anfangen würden, in die gleiche Richtung zu laufen (z. B. nach Osten), würde ihr Gesamtdrehimpuls in der Größenordnung von liegen 10 18   N ms , im Vergleich zur Erde, die in der Größenordnung von liegt 10 33   N ms . Wir würden die Erdrotation um weniger als ein Billionstel Prozent verändern.

Einige grobe Berechnungen:

Bevölkerung der Erde = etwa 7 Mrd

Durchschnittliche menschliche Masse = 62   kg

Durchschnittliche Laufgeschwindigkeit = 5   Frau (isch)

Masse aller auf der Erde = 4.3 ∗ 10 11   kg

Radius der Erde = 6.37 ∗ 10 6   m

Masse der Erde = 6 ∗ 10 24   kg

Winkelgeschwindigkeit der Erde (ihr Spin) = 7.29 ∗ 10 − 5   s − 1

Winkelgeschwindigkeit der menschlichen "Rasse" = 7.8 ∗ 10 − 7   s − 1

Ihr Trägheitsmoment bei Kugelverteilung = 1.2 ∗ 10 25   kg m 2

Ihr Drehimpuls:   9.2 ∗ 10 18   kg m 2   s − 1

Trägheitsmoment der Erde = 9.7 ∗ 10 37   kg m 2

Der Drehimpuls der Erde:   7.1 ∗ 10 33   kg m 2   s − 1

Können Sie auch ausrechnen, wie viel länger oder kürzer der Tag werden würde? :)
Sie haben es für Menschen berechnet, aber was wäre, wenn wir alle Fahrzeuge laufen ließen und diese keine Fahrzeuge an ihren Füßen in eine Richtung haben
Ja, das hatte ich irgendwie vergessen. Ich schätze, wir könnten auf etwa ein Milliardstel Prozent kommen. Und @bernhard Ich glaube, dass die Bruchteiländerung der Länge eines Tages gleich dem Bruchteil unserer Drehimpulse wäre, also in der Größenordnung von Nanosekunden liegen würde.

Der wichtigste externe Effekt, der die Erdrotation verlangsamt, ist die Wechselwirkung mit der Orbitalbewegung des Mondes durch Gezeitenreibung. Es ist möglich, dass das Aufstauen von Wasser in großen Bereichen der Gezeitenreibung die Geschwindigkeit der Verlangsamung verändern könnte.

Kommentar zur Antwort (v1): Als Benutzer (im Gegensatz zu einem Moderator) sollten Sie wirklich erwägen, eine grobe Berechnung der Rückseite des Umschlags hinzuzufügen, um den Effekt abzuschätzen, oder vielleicht auf eine Referenz verweisen.
Haben Menschen und menschengemachte Aktivitäten/Konstruktionen einen Einfluss auf die Rotation der Erde?
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