Por qué $(apparently)$ ¿la rotación de la Tierra no es congruente/similar al Movimiento Circular Uniforme?

Question

Vale, puede parecer una pregunta muy "simple".

Cito unas líneas de un sitio web :

"No podemos sentir la rotación o el giro de la Tierra porque todos nos movemos con ella, a la misma velocidad constante".

"¿Por qué no sentimos que la Tierra gira sobre su eje? Porque la Tierra gira constantemente y se mueve a un ritmo constante en órbita alrededor del Sol, llevándote a ti como pasajero con ella".

Vale, entiendo el hecho de que el suelo, la atmósfera y todas las "cosas" de la Tierra se mueven a la misma velocidad. Es casi como si viajáramos en tren o en avión, donde podemos caminar normalmente como si estuviéramos en tierra, sin sentir nada raro.

Pero, mi intuición "Física" parece contradecir esta explicación. Así es como I ver este problema :

Vivimos en el suelo y nos movemos con la Tierra, como en un " $2$ -D Movimiento circular", con el radio de la Tierra como radio del "círculo". Pero el velocidad cambia a cada instante ya que su dirección (que es tangente al círculo en el punto dado) cambia constantemente. La dirección velocidad está cambiando --- Así que hay debe haber alguna aceleración ya que el movimiento circular uniforme es siempre un movimiento acelerado.

Así que.., I ver que hay "cierta aceleración" . Según la ecuación de Newton $F_{\text{net}}=m.a$ Nosotros doit estar experimentando cierta Fuerza, que se requiere para proporcionar la Aceleración Centrípeta necesaria. $(=\dfrac{v^2}{r})$ .

Así que, en resumen, expongo mi Problema como:

Cuando montamos en un tiovivo, sentimos una "cierta" fuerza que nos empuja, actuando radialmente desde el centro. ¿Por qué no sentimos la misma "cierta" fuerza en el caso de la rotación de la Tierra?

EDITAR : ¿Puede alguien eliminar la marca "Duplicado"? Mi pregunta es no concretamente sobre "¿Por qué no sentimos la rotación de la Tierra?".

Se trata más bien de "Por qué (aparentemente) ¿la rotación de la Tierra no es congruente/similar a un movimiento circular uniforme normal (como en un tiovivo)?". Seguramente, reformularé la pregunta para que sea más específica.

Answer 1

Tienes razón, y es una gran pregunta. La fuerza centrípeta la proporciona la gravedad en la Tierra. Si una persona está $80kg$ Sin embargo, es una fuerza muy pequeña, $\frac{80*465^2}{6.37*10^6} = 2.71N$ lo que en realidad es una discrepancia en la balanza del baño debida a la rotación de la Tierra.

Sin embargo, si se pregunta por qué la rotación no nos marea, imagine que está girando sobre sí mismo. ¿Cuál es tu velocidad lineal? $0\ m/s$ , ya que todavía estás. Pero sigues mareado. Esto es debido a una alta velocidad angular $\omega$ y eso es lo que realmente sentimos. Pero $\omega$ en la tierra es muy pequeño - $7.2921159 × 105\ rad/s$ así que nos sentimos bastante estacionarios.

Answer 2

Su razonamiento es absolutamente correcto. Sentimos una fuerza centrífuga debido al hecho de que estamos en un marco que está realizando el movimiento de rotación. Esta es la razón por la que el peso de un objeto será ligeramente mayor cerca de los polos que cerca del ecuador. Porque las fuerzas centrífugas serán máximas cerca del ecuador pero se desvanecerán cerca del polo. Pero este efecto es bastante pequeño comparado con la atracción gravitatoria de la Tierra. Por eso no lo sentimos de forma evidente o trivial en la vida cotidiana.

Las aceleraciones centrífugas producidas en el tiovivo (o ruedas gigantes) son bastante grandes en comparación con las aceleraciones centrífugas producidas debido a la rotación de la Tierra. Por lo tanto, parecen bastante perceptibles. Además, la dirección neta de la aceleración centrífuga cambia continuamente de dirección porque la dirección de la aceleración centrífuga debida a la rotación del tiovivo cambia continuamente de dirección (en el marco de la Tierra). En el caso del movimiento de la Tierra, la fuerza centrífuga no cambia de dirección (en el marco de la Tierra).

Answer 3

Sí que se "siente" la rotación, ya que la lectura en una balanza de resorte varía entre el ecuador y uno de los polos, siendo mayor en los polos que en el ecuador.
No se nota el efecto porque es muy pequeño, aproximadamente. $0.02 \,\rm Nkg^{-1}$ en $9.81 \,\rm Nkg^{-1}$ .

Otro ejemplo es la circulación de grandes corrientes de aire en la atmósfera cuya dirección viene determinada por la rotación de la Tierra.
Estos se deben a la Fuerza de Coriolis .

Answer 4

En realidad, ahora mismo estás experimentando una fuerza centrífuga. ¿Cómo sabrías si la estás sintiendo? Las fuerzas son vectores. Tú crees que ahora mismo sólo estás experimentando la gravedad, pero en realidad estás experimentando una fuerza neta que es la suma de la gravedad y la fuerza centrífuga. Es debido a esta fuerza centrífuga que la dirección de la vertical se altera ligeramente. La gente en el ecuador siente menos peso porque la fuerza centrífuga allí es máxima y está en la dirección completamente opuesta a la gravedad.

Tenga en cuenta que lo que experimenta siempre es la fuerza neta.

En realidad, la gravedad es mucho mayor que la fuerza centrífuga que experimentamos. En el ecuador, la fuerza centrífuga es opuesta a la gravedad, por lo que la única contribución de la fuerza centrífuga es disminuir en una pequeña cantidad la fuerza descendente neta que sentimos. En otros lugares (excepto en los polos, donde no hay fuerza centrífuga), la fuerza centrífuga actúa en ángulo con la gravedad, por lo que además de disminuir el efecto de la gravedad, también altera la vertical.

Answer 5

Porque la fuerza centrífuga actúa sobre ti.

Cuando estás de pie sobre una superficie plana (en tu referencia no la tierra , la tierra es oblata). Esta fuerza centrífuga se conoce como reacción normal .

Para que estés en estado constante y no salgas volando o te hundas en el suelo, la reacción normal equilibra tu peso.

La comparación con el tiovivo no es adecuada ya que en el tiovivo tu peso es demasiado grande mientras que la fuerza que te mantiene con la placa base es muy pequeña y variable dependiendo de cómo te sientes/estés de pie (fuerza de fricción).

En caso de que la tierra que son del tamaño de una mota. Enormes fuerzas actúan sobre ti para equilibrarse.

Si bien se siente la fuerza centrífuga en merry go round la pequeña mota de polvo en él por lo general no (a menos que usted hace la placa base demasiado suave, menos fricción)

La partícula de polvo siempre se queda en el paseo de la diversión :)