No estoy seguro de todos los detalles en el experimento, pero básicamente fue de la siguiente manera. Alguien marcó su ubicación de despegue en un globo aerostático y subió directamente en el aire. Permanecieron suspendidos por un tiempo antes de volver a bajar. Aparentemente, el resultado fue que no se habían alejado del punto de despegue original debajo de ellos. Tal vez tengo todo eso incorrecto, pero estoy seguro de que está cerca.
Pero si en ese experimento la Tierra no tuvo efecto en el punto de aterrizaje, ¿por qué la "rotación de la Tierra" necesita ser factorizada para hacer el disparo con un rifle de largo alcance, por ejemplo? Ahora sé que no es la mejor comparación y que hay muchos factores diferentes en ambos escenarios. Tales como "la bala viaja y en el experimento el globo no", pero me gustaría escuchar diferentes teorías y opiniones sobre por qué es así.
PD: Sé que una respuesta popular será que la Tierra es demasiado grande para que podamos sentir su giro, ¡pero estoy pensando más profundamente que eso!
Respuestas:
Están sucediendo dos cosas diferentes, y no están demasiado relacionadas (por lo que puedo ver). Para la situación del globo de aire caliente, pensarías que si pasaras por encima de donde estás durante 6 horas, la Tierra podría girar debajo de ti y aterrizarías en un lugar completamente diferente. Desafortunadamente, debido a que el globo de aire caliente estaba en la Tierra para empezar, ya se estaba moviendo con la Tierra. Hay muchos marcos de referencia en juego, a pesar de que sentimos que estamos quietos. Todos en la Tierra están parados en la superficie. Sin embargo, la superficie gira alrededor del eje de la Tierra. El eje de la Tierra (y la Tierra misma) orbita alrededor del Sol. El Sol gira alrededor de nuestra galaxia y nuestra galaxia viaja a través del espacio intergaláctico.
Entonces, ¿cómo se relaciona esto con la situación del globo de aire caliente? Bueno, porque el globo estaba en la superficie, ya se estaba moviendo con la superficie de la Tierra. ¿Recuerdas cómo dije que la superficie de la Tierra gira alrededor del eje de la Tierra? Bueno, dado que el globo estaba en la superficie para empezar, ¡también rotará con el eje de la Tierra, al igual que la superficie! ¿Qué pasaría si quisiéramos lograr ese efecto flotante? Anteriormente dije que la Tierra orbita alrededor del Sol. Para lograr ese efecto de desplazamiento, necesitaríamos nuestro globo de aire caliente para orbitar el Sol singirando alrededor de la Tierra. No se puede hacer esto con un globo de aire caliente, ya que la atmósfera también se mueve con la Tierra, y los globos de aire caliente no pueden ir al espacio. Para lograr ese efecto de desplazamiento, necesitaríamos algún tipo de nave espacial con mucho combustible. Si tuviera una nave espacial flotante que no orbitara con la Tierra (esto, una vez más, costaría muchísimo combustible), entonces sí, podría flotar en el mismo lugar y hacer que la Tierra gire debajo de mí.
Ahora, probablemente te estés preguntando cómo podría lograr esto con una nave espacial que estaba originalmente en la superficie de la Tierra. No tendría mucho sentido este efecto flotante, ya que también podría volar a su destino (como el cohete Big Falcon teórico), pero si quisiera hacerlo, necesitaría ir por encima de la atmósfera de la Tierra, use su los propulsores van opuestos a la rotación de la Tierra (para cancelar su velocidad), desplace el mouse por un tiempo, luego use sus propulsores para acompañar la rotación de la Tierra (para volver a la velocidad de rotación) y aterrice en la Tierra. Por supuesto, puedes saltarte la segunda parte usando escudos térmicos y embistiendo en la atmósfera de la Tierra como cualquier otra nave espacial que tengamos, y ningún cohete lo haría, ya que es mucho más práctico orbitar alrededor de la Tierra (volar cuesta combustible,
Ok, ¿qué pasa con la situación del francotirador? La Tierra gira sobre su eje. Dado que un día dura 24 horas, una ubicación en el ecuador gira una vez al mismo tiempo que tarda una persona en el Ártico una vez. Sin embargo, cuanto más al norte o al sur esté del ecuador, más lenta será la rotación de esa parte de la Tierra para completar 1 rotación en 24 horas. Piensa en hacer girar una pelota. El ecuador de la pelota gira, pero la parte superior e inferior se mueven mucho más lentamente. Es lo mismo. Digamos que mi francotirador está en el ecuador. Cuando el francotirador dispara al este o al oeste, no necesita corregir la rotación de la Tierra porque en todas partes a lo largo de esa latitud, la Tierra gira a la misma velocidad. Sin embargo, si el francotirador dispara hacia el norte, la bala irá hacia el este. Ese' s porque cuando la bala fue disparada en la latitud más cercana al ecuador (disparada desde el sur), ese punto de la Tierra se movía más rápido que el punto de la Tierra en el que estaba parado el objetivo. Es como decir que el lugar donde estoy parado gira a una velocidad de decir ... 1000 mph, pero el punto de mi objetivo gira a decir ... 995 mph. Dado que mi bala provino de la parte de 1000 mph, obviamente saldrá del cañón a altas velocidades debido al arma, pero también girará alrededor del eje de la Tierra a 1000 mph. Sin embargo, una vez que mi bala comience a acercarse a la latitud de mi objetivo, dado que la Tierra gira más lentamente, parecerá desviarse en la dirección de la rotación (que es hacia el este o hacia la derecha). ¿Por qué? Bueno, dado que la velocidad de mi objetivo es de 995 mph desde la rotación, haces 1000 - 995 = 5. Eso significa que mi bala tendrá una velocidad neta de 5 mph a la derecha en relación con mi objetivo. Eso significa que mi bala fallará si el objetivo está lo suficientemente lejos. Si disparas desde el ecuador hacia el sur, la bala también irá hacia el este, por lo que se desviará hacia la izquierda. Es el mismo efecto, pero "al revés". Este efecto se llama efecto Coriolis, y es lo que le da poder a los huracanes.
Finalmente, preguntaste "¿por qué no sentimos que la Tierra gira debajo de nosotros?" Esto se debe a que nos estamos moviendo con la Tierra. Cuando estás en un tren que va a una velocidad constante de 50 mph, no sientes que se mueve (puedes sentir algunos golpes debido a las pistas llenas de baches). Solo cuando aceleras o desaceleras sientes que las cosas se mueven. Cuando estás en el tren, tu velocidad es constante, por lo que no sientes nada. Es lo mismo para la Tierra, excepto que está girando alrededor del eje de la Tierra a una velocidad constante de 1000 mph. Nada ha cambiado, excepto que la velocidad es más rápida.
Probablemente expliqué esto horriblemente, así que siéntete libre de preguntar cualquier cosa.
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Es difícil sentir la rotación de la Tierra personalmente, pero solo porque no somos muy sensibles a los cambios muy graduales y las "fuerzas" muy débiles. Sin embargo, hay objetos cotidianos que pueden mostrarnos la rotación de la Tierra. El globo puede haber sido una mala elección porque incluso un ligero viento con el tiempo dominará el problema. ( ver también )
Un péndulo
Un objeto es un péndulo de Foucault .
Un giroscopio
Otra es una cámara (cara) con estabilización de imagen inercial. Algunas cámaras tienen pequeños chips de giroscopio que detectan rotaciones muy pequeñas del cuerpo de la cámara y lo compensan con el procesamiento de imágenes.
Consulte las siguientes preguntas y sus respuestas para obtener más información al respecto.
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Son tres preguntas en una.
Si preguntas qué se siente cuando estás parado en la superficie de la Tierra, es porque
Las fuerzas de restricción toman el valor que sea necesario para satisfacer la restricción si hacerlo no viola alguna otra condición. Por ejemplo, la fuerza normal empuja normal a la superficie para mantener el objeto restringido en la superficie (la restricción). La "otra condición" en el caso de la fuerza normal es que la fuerza normal solo puede dirigirse hacia afuera. La fricción entra en juego si la superficie en la que uno está parado no está nivelada. La otra condición en el caso de la fricción estática es que no puede exceder el coeficiente de fricción estática multiplicado por la fuerza normal.
El mismo resultado surge si uno mira las cosas desde la perspectiva de un marco giratorio. Desde esta perspectiva, la fuerza neta aparente es cero. Los marcos giratorios implican fuerzas ficticias como la fuerza centrífuga ficticia. Esto tiene exactamente la misma magnitud pero la dirección opuesta de la fuerza neta calculada anteriormente. El resultado final es el mismo.
Esa es la segunda parte de la pregunta. A menos que estén atados, los globos de aire caliente generalmente no regresan al lugar desde donde despegan. Los globos de aire caliente van a donde los lleve el viento. Es por eso que los globos de aire caliente necesitan equipos de persecución. Un globo de aire caliente volverá a su punto de despegue si el viento no existe o si invierte la dirección durante el vuelo del globo. La flotabilidad que ignoré anteriormente es cualquier cosa menos insignificante para un globo de aire caliente. Aquí es la fuerza normal que es insignificante (es inexistente). Para que un globo permanezca estacionario, el viento debe ser inexistente y la fuerza de flotabilidad debe adoptar la misma forma que la fuerza normal para un objeto sentado quieto en la superficie de la Tierra.
Porque la bala se mueve con respecto a la superficie de la Tierra. Tenga en cuenta bien: son solo los disparos de muy largo alcance, más de un kilómetro, donde la rotación de la Tierra debe tenerse en cuenta. El movimiento de la bala tiene en cuenta otra fuerza ficticia, el efecto Coriolis. El efecto Coriolis es cero para una persona estacionaria y para un globo estacionario.
El efecto Coriolis tiene dos efectos principales en el vuelo de una bala, una desviación horizontal y una desviación vertical. La desviación horizontal depende de la latitud, siendo el efecto más fuerte en los polos y cero en el ecuador. El efecto Coriolis hace que los objetos en movimiento giren a la derecha en el hemisferio norte pero a la izquierda en el hemisferio sur. La desviación vertical depende de la latitud y la dirección. Esta desviación vertical es más fuerte en el ecuador, cero en los polos o si la dirección del movimiento es hacia el norte o el sur. Las desviaciones son pequeñas, incluso para una bala disparada hacia un objetivo a un kilómetro de distancia. Sin embargo, los centímetros pueden ser importantes.
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