Учебное пособие законы Ньютона. Учебное пособие Законы Ньютона. Учебное пособие по части курса Раздел Законы механики Ньютона для студентов всех направлений и специальностей
 Скачать 1.06 Mb.
|
Почему Земля – неинерциальная система отсчета. Маятник ФукоВо многих задачах мы рассматриваем движение тела относительно Земли, негласно мы считаем, что Земля – инерциальная система отсчета. Так ли это на самом деле? Оказывается, не всегда. Если рассматривать движение Земли относительно своей оси или движение Земли относительно звезд, то это движение совершается с некоторым ускорением. Система отсчета, которая движется с некоторым ускорением, не может считаться инерциальной в полном смысле. Что же это за ускорение, которое появляется у Земли при вращении вокруг своей оси, так ли оно велико, и можно ли считать Землю инерциальной системой отсчета? Земля вращается вокруг своей оси, значит, все точки, лежащие на ее поверхности, непрерывно меняют направление своей скорости. Скорость – это вектор, и, если его направление меняется, значит, у нас появляется некое ускорение. Значит, Земля условно должна быть выведена из состава правильных, инерциальных систем отсчета. Если подсчитать это ускорение для точек, находящихся на экваторе, а это точки, обладающие максимальным ускорением по сравнению с точками, находящимися ближе к полюсу, то его значение получится:  Индекс «с» говорит о том, что это ускорение центростремительное. Сравним с ускорением свободного падения:  Разница в несколько сотен раз, конечно же, этим ускорением в принципе можно пренебрегать и считать Землю инерциальной системой отсчета. Однако при длительных наблюдениях забывать о вращении Земли, конечно же, нельзя. Убедительно это доказал французский ученый Жан Бернар Леон Фуко. Маятник Фуко представляет собой массивный груз, подвешенный на очень длинной нити. Выведем такой груз из положения равновесия и посмотрим, как он будет колебаться в течение долгого времени, какую траекторию будет описывать (рис. 5).  Рис. 5. Траектория колебаний маятника Фуко, вид сверху Траектория колебания маятника не будет прямой, она будет смещаться, это смещение маятника обусловлено вращением Земли, смещение траектории колебаний груза, подвешенного на длинной нити. |