地球自转的动力「地球自转的动力」
牛顿第一定律,相信大家都知道,在一个物体不受力或者受到的合力为零时,总会保持静止或者匀速直线运动,说白了这就是惯性。
不过由于我们日常生活中不可能出现上述的完美情况,因为生活中到处充满了各种阻力(基本上都是摩擦力),所以在我们开车的时候,只要不加油,汽车就会停下来,我们知道这是因为地面的摩擦力和空气阻力导致的。
人类发射的各种卫星和探测器飞船在脱离地球引力的时候,会耗费巨大能量,但是一旦进入太空达到第二宇宙速度之后,就不需要再消耗能量了,可以一直在太空
简单说,两个字:惯性。
牛顿第一定律,相信大家都知道,在一个物体不受力或者受到的合力为零时,总会保持静止或者匀速直线运动,说白了这就是惯性。
不过由于我们日常生活中不可能出现上述的完美情况,因为生活中到处充满了各种阻力(基本上都是摩擦力),所以在我们开车的时候,只要不加油,汽车就会停下来,我们知道这是因为地面的摩擦力和空气阻力导致的。
人类发射的各种卫星和探测器飞船在脱离地球引力的时候,会耗费巨大能量,但是一旦进入太空达到第二宇宙速度之后,就不需要再消耗能量了,可以一直在太空飞行。只有在改变飞行方向时,才会消耗能量。可以想象未来的太空旅行有多爽,只需要一个初始的推动力就可以了,不需要全程给飞船能量。
地球围绕太阳运行也是因为惯性的存在,所以才可以一直围绕着太阳运行。
同时,地球的自转也是如此。不过地球的自转并不是匀速直线运动,但这并不妨碍地球依靠惯性一直保持自转。
小时候我们都玩过陀螺,给陀螺一个初始转动力,陀螺就能旋转很长时间,在陀螺转动的过程中,并不需要给它任何外部动力能量。
当然我们都知道陀螺并不会一直转动下去,主要是因为与地面有摩擦力,还有转动时造成的空气阻力。
而地球就相当于一个超级“陀螺”,与普通的陀螺不同的是,地球这个超级陀螺是在一个几乎没有任何东西的地方旋转。
在太空中,几乎空无一物,地球在自转的过程中几乎没有遭到任何阻力影响,所以理论上地球可以一直转动下去,直到有某种阻力让地球停下来。
这也是为什么地球能够持续转动46亿年的原因,地球在转动起来之后不需要消耗任何能量。所以问题也就转变为:地球在诞生的时候到底是如何转动起来的?
地球最开始转动起来的能量,来自于太阳系形成之初的星云。在星云向内坍缩形成太阳的过程中,已经开始旋转起来了,这也是为什么太阳系包括太阳在内的星球都会发生旋转,只不过自转的速度和方向不同罢了。
星云在坍缩的过程中为何会发生旋转呢?因为星云分布的不平衡,温度和压强都不平衡,某些地方的温度和压强高,而有些地方则低一些。在引力作用下向内坍缩的过程中,不可能完美地向内坍缩。
对于我们的地球来讲,并不会一直保持自转下去,因为月球的潮汐引力作用,地球的自转速度会越来越慢。
大约在十几亿年前,地球自转一圈的时间只有18个小时,就是因为月球潮汐引力的拉拽,让地球自转速度变慢了。在这个过程中,地球自转的惯性能量会转移给月球,并让月球远离地球!
为何地球转了几十亿年都没停下来?是什么力量驱使在地球自转?
当你每天在感受地球的自转带来的昼夜交替的时候,你有没有想过这样一个问题,地球为什么会自转,难道只是为了地球两面到照到太阳?地球自转的力是怎么来的,为什么地球自转了几十亿年都不会停下来?地球为什么会自转呢?
要回答这个问题,首先要先了解一下角动量守恒,通俗一点来说,就是转动扫过的面积和转速的乘积,这是一个固定的值,如果面积变大了,速度必然变小,如果面积变小了,那么速度就必然变大,角动量守恒是物理学中最基本的定律之一。
其实太阳系形成时候的原始星云本来就带有角动量,在星云逐渐聚集形成太阳以及行星的时候,这些原始星云的角动量并不会消失,而是随着太阳以及其他行星的形成而重新分布。而地球也是有这些原始星云聚集起来的,由角动量守恒可以知道,地球在形成过程中星云开始聚集,面积是逐渐变小的,所以地球的自转是逐渐加快,直至地球形成。
为什么地球自转了这么久都不会停下来?
其实要解释这个也简单,因为要想让一个物体停止运动,就必须给一个与运动方向相反的阻力,而在太空是处于真空,也根本没有力来给地球的自转刹车。所以,地球可以一直保持自转40亿年没有停下来。但地球的自转在40亿年间也并非没有变化,在太阳系形成之初,地球自转一圈只需要5小时,也就是说地球的一天只有5小时,而到了恐龙时代,地球自转一圈需要22小时,可以知道地球的自转是逐渐变慢,未来会变得更慢。
那么是何种原因导致地球的自转变慢的呢?
这种使地球自转变慢主要来自于月球的潮汐力作用。当地球收到月球潮汐力作用的时候,内部的摩擦力会令其旋转的动能转化为内能,就这样,地球的自转开始慢了下来,不过地球的太大了,短时间内这点变化可以忽略不计,不会对地球自转造成很大的影响。
当然不仅月球对地球有潮汐力的作用,太阳对地球潮汐力的作用也会使地球慢下来,还有像小行星撞击也会对地球的自转造成影响,不过,小行星质量相对于地球来说太小,我们也根本觉察不出这种变化。
地球已经旋转了几十亿年,如同一台永动机,它旋转的力量到底哪来的?
自地球形成的几十亿年以来,它一直在旋转,因为地球的旋转产生了昼夜交替,而早期的地球旋转速度更快,科学家认为地球每天的自转速度只有4到8个小时。因为这几十亿年间宇宙中的行星撞击使地球的转动速度变慢了,地球实际为23小时56分04秒现在。而地球的转动因为这几十亿年这种力量来自地球本身的转动,太阳系中的地球和其他天体是在原始的太阳星云中形成的。当形成地球的物质开始凝结时,它总是会有一个开始运动的趋势,地球的引力不可避免地会对周围的小天体产生引力干扰,天体与之碰撞,星的撞击可能会在某种程度上产生影响。改变地球的旋转速度和改变地球轴的进动状态在此过程中,主要是小天体赋予了地球一定的自转动力。这种力量来自地球的形成。而我们知道太阳系中的地球和其他天体是在原始的太阳星云中形成的。当形成地球的物质开始凝结时,它总是会有一个开始运动的趋势,地球的引力不可避免地会对周围的小天体产生引力干扰,天体与之碰撞,星的撞击可能会在某种程度上产生影响。宇宙的浩瀚,有太多我们没有探索完的事情,不说宇宙了,连现在的地球人们都还为探索完,想要弄清楚宇宙那还要人类继续努力。地球的形成已经有45亿年的历史,最初地球只有一些漂浮的尘埃,在24亿年前,地球开始出现原始圈层,低等生命和生存环境开始形成。就这样一步步的地球变成了适应人们生存的地方,出现了生命的迹象,地球的不断变化生物进化,最终有了人类最初猿猴,最后慢慢就变成了我们知道的历史记载。
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