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¿Qué es realmente la tierra girar sobre/torno?

La tierra gira sobre su eje y gira alrededor del sol, el sol gira alrededor de la galaxia, la galaxia está también en movimiento. Así que la Tierra neta de rotación como se observa desde un fijo marco inercial consiste de todas estas contribuciones (y es bastante complejo).

Ahora un péndulo de Foucault en la tierra se supone que es para decirle al experimentador si la tierra está girando o no. Ver una reciente pregunta en este foro, la Prueba de que la Tierra gira? Básicamente para un péndulo de Foucault, el plano de oscilación de la bob gira, como la Tierra gira. Pero, el péndulo de Foucault no solo un tipo de rotación, que se ve afectado por todos. Por lo tanto, la rotación del plano de oscilación puede ser usado para medir la rotación de la Tierra alrededor de su propio eje, alrededor del sol, de todo.

Pero la pregunta es, en torno a lo que es el péndulo de Foucault de la medición de la rotación de la Tierra con respecto a? Que es, finalmente, ¿cuál es la Tierra que gira alrededor de/en torno? ¿No es interesante que el efecto de todo el Universo, en la Tierra puede ser medido por un péndulo?

Entiendo que el efecto sobre el péndulo debido a que dicen que la revolución del sistema solar alrededor de la galaxia va a ser pequeña, pero aún así, se puede medir decir en un experimento va por 10 años. Usted puede seguir aumentando la precisión de la medición por períodos más largos.

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Chris McCall Puntos 263

Su pregunta eventualmente los llevará a Mach Principio. Es un viejo, sin embargo, la cuestión no resuelta, que todavía permanece en la etapa de la "idea filosófica".

Entiendo que tu pregunta es equivalente a "¿Qué sería si pudiéramos medir todos los efectos en el péndulo con infinita precisión?", lo que si incluso el más pequeño contribuciones podrían ser registrados? (Por favor lea la nota al final así, sobre el efecto en cualquier péndulo de la proximidad de la masa, ya sea que el péndulo está en una caída libre de la órbita o no. El efecto de la tierra el movimiento orbital de la es no cero, ya que afecta a la velocidad de la tasa de tiempo adecuado)

Sí, algunos de los componentes de la aceleración en el péndulo permiten deducir que el péndulo pertenece a un marco giratorio. Que lleva a pensar que el péndulo y el Universo entero, finalmente, puede ser encontrado para ser de rotación alrededor de un cierto punto, pero esa idea no tiene ningún sentido (¿qué es ese punto entonces, si todo está girando? La rotación con respecto a qué?). Luego Mach principio viene al rescate, que nos dice que la inercia de los efectos sobre su péndulo surgir de alguna manera de la influencia de todos los demás objetos del Universo, de aquí a aquellos más distantes. Pero no hay ningún modelo matemático para tal cosa, ni siquiera en la Relatividad General.

El péndulo es ciegamente afectados por las condiciones locales del espacio y del tiempo, que cambian constantemente en el tiempo y de un punto a otro (aunque a todos los efectos, salvo las derivadas de la rotación del marco en la parte superior de la mayor parte de la masa de la Tierra son muy pequeños). Estas condiciones están determinadas por la disposición de energía/masa y de la inercia alrededor. En el modelo newtoniano, por la distribución de masa. Esto es útil porque se puede idealizar a una porción del Universo en un modelo que permite predecir algún comportamiento del sistema: por ejemplo, la métrica de Schwarzschild permitir con precisión sincronizar los relojes de los satélites GPS en su movimiento alrededor de la Tierra, y para modelar con precisión las órbitas de los que están cerca del Sol. La homogénea e isotrópica modelo del Universo permite derivar propiedades de la expansión en el pasado, etc. Pero no hay ningún modelo para una descripción exacta de cómo el universo entero está afectando a su péndulo.

En otras palabras, lo esencial origen de la inercia es todavía desconocido. ¿Qué es un péndulo de Foucault, eventualmente, girando alrededor? No hay una respuesta a esa pregunta. Por otra parte, aún no está claro si la pregunta tiene sentido o no.

La mayoría de los cerca de respuesta a tu pregunta puede ser encontrado en nuestro movimiento con respecto a la radiación de Fondo, que se encuentra por medio del dipolo de la anisotropía de la CBR. Esto es lo más cercano que hay a una "absoluta marco de referencia" pero sólo tiene sentido para nosotros. Otros observadores distantes en el Universo en expansión va a tener una percepción diferente.


EDITAR:

Como correctamente indica por Ben Crowell, el movimiento orbital es una caída libre, y por lo tanto sus efectos dinámicos sobre el péndulo son diferentes de las de estar en la cima de la rotación de la Tierra. Sin embargo, que la caída libre que pasa a lo largo de los lugares con diferentes valores de potencial gravitatoria (mayor en enero, por ejemplo) y por lo tanto la velocidad de la tasa de péndulos se ve afectada. Por lo tanto, su péndulo, como cualquier otro reloj-alike dispositivo, se ve afectada por todas las otras masas en el Universo.

Usted puede pensar acerca de la colocación de varios sincronizado péndulos en diferentes puntos alejados en la superficie de la Tierra y, mediante la medición (con infinita precisión) su velocidad de diferencias, mapa de algunas de las propiedades del potencial gravitatorio en el que está incrustado, la deducción por ejemplo la dirección de un centro de masa. Esto hace una interesante pregunta si desea iniciar otro post.

Como para Mach principio, permítanme subrayar que se trata simplemente de una idea filosófica, que puede o no puede que algún día conducir a una verdadera teoría. No es ni correcto ni incorrecto.

A menudo hay una falacia motivado por el Principio de Equivalencia, en el que la gente ignore las diferencias de tasa de velocidad en el tiempo apropiado, dentro de la caída libre ascensor. Sí, el hombre dentro de la caída libre ascensor es incapaz de distinguir si está en un campo gravitacional (pero en caída libre), o si él está flotando en el espacio interestelar, lejos de cualquier masa. Pero en el segundo caso, el hombre dentro del ascensor está envejeciendo más rápido que el que está en caída libre (en órbita alrededor del Sol. Este es otro tipo de gemelos paradoja de que a menudo se olvida.

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Vadim Ferderer Puntos 680

Hay un buen sutileza que no ha sido abordado todavía. Primero de todo, un péndulo de Foucault es influenciado por

  • La rotación de la Tierra alrededor de su eje.
  • El cambio en la orientación del eje de rotación de la Tierra: la precesión, nutación y largo plazo los cambios en la oblicuidad del eje.

En principio, también es influenciada por los cambios en el local del campo gravitacional de la Tierra, pero vamos a ignorarlos. También, un péndulo es demasiado pequeña para experimentar los efectos de la marea.

La pregunta es: en que el marco de referencia debemos describir la rotación de la Tierra y de los cambios en su orientación axial? La respuesta es: en la Tierra del local marco inercial. Como Ben Crowell señalado, la órbita de la Tierra alrededor del Sol es una caída libre, por lo que el el movimiento orbital de la Tierra es en realidad un local marco inercial. En otras palabras, para un observador en la Tierra, el Sol no tiene ningún efecto sobre el péndulo.

Pero que no responde a la pregunta de cuál es la orientación de este marco inercial es. Uno podría pensar que se fija con respecto a las estrellas lejanas. Esto es casi correcta. El Internacional Celestial Marco de Referencia (ICRF) es un marco de referencia fijo con respecto a las posiciones de 212 extragaláctica fuentes (principalmente los cuásares). Sin embargo, este marco se centra en el baricentro del Sistema Solar. Hay un equivalente marco de referencia, fijado a las mismas fuentes, y centrada en la Tierra: el llamado Geocéntrico Celestial Marco de Referencia (GCRF).

El GCRF sin embargo no es una réplica exacta marco inercial, debido a la sutil general-relativista efectos: el efecto Geodésico y el Lense–Thirring precesión. Ambos de estos efectos, cambiar la orientación de un objeto orbitando alrededor de una masa central, provocando que precede (la geodésico efecto es debido a la presencia de la masa central, el Lense–Thirring precesión es un marco adicional-efecto de arrastre si la masa central gira sobre su eje). Estos efectos han sido medido por la Gravedad de la Sonda B, lo que demuestra que los giroscopios precede a medida que orbitan la Tierra.

Hay dos consecuencias:

  • La Tierra provoca un efecto geodésico y Lense–Thirring precesión, que influyen en un péndulo de Foucault (porque el movimiento diario del péndulo puede ser pensado como una órbita). La wiki artículo sobre el Lense–Thirring precesión menciona que estos causan un extra precesión de un péndulo de 1 grado en 16000 años.
  • El Sol provoca un efecto geodésico y Lense–Thirring precesión de la Tierra misma. Desde esta precesión es un efecto gravitacional, ha de tenerse en cuenta a la hora de definir un marco inercial. En otras palabras, la Tierra local marco inercial es precesión con respecto a las estrellas lejanas. Sin embargo, el efecto del Sol es el mismo para todo en la Tierra, por lo que no causa un extra de precesión de un péndulo con respecto a un observador en la Tierra.

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Joe Liversedge Puntos 2134

El efecto en un péndulo de Foucault debido a la tierra el movimiento orbital de la no es sólo pequeña, es cero. Usted no puede analizar el movimiento orbital de la misma manera como la rotación de la tierra sobre su eje. La tierra libre cae alrededor del sol. Un péndulo de Foucault no está en caída libre alrededor del centro de la tierra.

Una manera de afirmar el principio de equivalencia es que en un experimento en una caída libre de laboratorio, no puede detectar cualquier efecto de la gravedad. "Local" significa que todos esos efectos enfoque de cero a medida que el tamaño del experimento se aproxima a cero.

Nada de esto requiere de Mach del principio (que es básicamente falsa, en el sentido de que la Brans-Dicke $\omega$ parámetro es grande, ver Mach Es el Principio del Mal? ). De hecho, ninguno de los que aún requiere de la relatividad general.

Lo que, teóricamente, puede detectar en la tierra como resultado de los efectos gravitacionales de la lejana cuerpos pequeños efectos de la marea. Estos no son "locales" en el sentido definido anteriormente. En la práctica, no creo que los efectos de la marea puede ser detectada a partir de los cuerpos fuera del sistema solar.

Para ver cualquiera de los demás efectos de la gravedad de los cuerpos fuera del sistema solar, lo que usted necesita hacer completamente no-medidas locales, tales como la medición del sol, la aceleración relativa a algo de otra galaxia.

1voto

Willbill Puntos 1246

Espero que esta simplista attenpt a responder de un modo elemental no obstante, se puede aceptar, al menos como primera la aproximación. Si estoy equivocado por favor decirme donde y por qué. Varios respuestas a analizar en muy finos detalles de lo que influye en la de Foucault movimiento de péndulo, pero me da la impresión de que los argumentos son más complejo de lo que deberían ser, al menos para responder a la pregunta pregunté, y me dejan mal a gusto. En particular, no veo lo que la gravitación y de la caída libre tiene que ver con el problema(dado nuestra ignorancia de las razones profundas para el trabajo de Foucault péndulo, y exceptuando por supuesto el análisis de relativista efectos, pero que no estaba realmente en la pregunta).

Un giroscopio (inventado como el péndulo de Foucault por Leon Foucault a estudio de rotación de la Tierra) apunta siempre en la misma dirección (arriba a la precesión y la nutación), relativamente a un marco inercial.

Mi comprensión intuitiva de la giroscopio y el péndulo de Foucault es que ellos dependen exclusivamente de la inercia. El hecho de que el dispositivo se encuentra en un campo gravitatorio o no, o en caída libre o no es irrelevante, excepto por el hecho obvio de que el péndulo original utiliza la gravedad como parte del mecanismo de péndulo. Pero este uso de la gravedad no es esencial, ya que puede ser reemplazado por los resortes, como en vibratoria giróscopos y "péndulos".

Nuestra rotación de la Tierra se debe calificar como un giroscopio, y por lo tanto tienen un eje que está siempre apuntando en la misma dirección (arriba a los 26.000 años de la precesión). De hecho, eso es lo que permite a la gente utilizar las estrellas para la navegación.

La caída libre de la situación de la Tierra no parece muy relevante para este análisis (fuera de los efectos relativistas), excepto por el hecho de que puede ser el mejor sin fricción cardanes nunca inventado por un giroscopio (efectos de la marea que causa la precesión no son una condición necesaria para la caída libre). En realidad yo creo que todos rotación de estructuras en espacio, en general, mantener un eje estable (aún hasta la precesión y a largo plazo los efectos de la marea).

Si un giroscopio se utiliza en la superficie de la Tierra sólo tiene que mueva su orientación con respecto a la (marco giratorio de la) planeta, para dar cuenta de la rotación del planeta y el fijo la posición de su apoyo en la superficie del planeta. Todas las otras rotaciones son ya compensada (si es necesario) por el planeta en sí mismo (como un giroscopio). El mismo debe ser cierto con respecto a un péndulo de Foucault.

Considere ahora un péndulo de Foucault, o más bien su resorte equivalente, que se fija en una pequeña embarcación con la actitud de los propulsores, de modo que el la orientación de un marco unido a la nave permanecerá en paralelo a un marco unido a un punto en la superficie de la Tierra donde otro idéntico Péndulo de Foucault es del mismo modo fijo. Yo esperaría que, hasta el efectos relativistas descrito por Pulsar, el comportamiento de la (primavera) Péndulo de Foucault en el oficio es el mismo que el de la correspondiente péndulo en la Tierra. La única cosa que importa es el la rotación del péndulo de Foucault marco con respecto a un sistema inercial marco.

El experimento en realidad podría ser juzgado en la Tierra, el uso de pequeños motores eléctricos para mover la orientación de una primavera péndulo de Foucault con el fin de imitar la orientación de los locales marco unido a otro punto de la superficie del planeta.

Dado que la única rotación del giroscopio) de la Tierra con respecto a un marco inercial es su propia rotación (con la precesión y la nutación), todo esto es la rotación del péndulo de Foucault jamás va a medir (hasta a efectos relativistas, algunos de los cuales son debido a las rotaciones no invloving la Tierra, como el Sol propia).

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Yann Ramin Puntos 25139

¿cuál es la Tierra que gira alrededor de/en torno?

Otros han dado el tiempo de respuesta. Aquí está el corto:
La rotación es en el marco donde las instrucciones para los cuásares están en reposo.

Los cuásares son la parte más lejana del objeto podemos observar (debido a su enorme luminosidad), no tienen medibles movimiento aparente (a diferencia de las estrellas en el milkyway), y para todos los efectos aparecen como punto (a diferencia de las galaxias).

Los cuásares hacer para la mejor referencia que podemos calibrar las mediciones de posición en contra. Es el método de elección para la más delicada de las mediciones, tales como la Gravedad de la Sonda B.

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