這實際上是一個慣性參考系的問題,适用于牛頓運動定律。慣性參考系簡稱慣性系或慣性坐标系。牛頓運動定律認為,在一個慣性系裡,任何相對這個慣性系做等速直線運動的參考系都是慣性系。而對于慣性系作加速運動的參照系則為非慣性系。
在一個慣性參考系裡,相對于運動主體,慣性坐标系主體對于附着于其上的一切物品都是靜止的,你再怎麼跳,也隻是相對這個慣性參考系的運動。就像你在火車上,高鐵以每秒近100米的速度奔馳着,你在裡面跳一下試試,會不會往後飄100米呢?
地球自轉速度每秒鐘約466米(赤道線速度),地球上所有的東西包括海水、山脈、飛機、炮彈、降落傘都是以這個速度同步均勻直線運動着,因此看起來一切物質相對地球都是靜止的,要移動也是相對這個慣性坐标系在移動。
隻是乘坐的火車在相對地球做運動,而乘坐其上的人和各種物體就是這個慣性參考系裡的一員,随着火車或者輪船作均速直線運動。如果在一個密閉的房間,列車輪船沒有震動或拐彎,也沒有加速和減速,人就感覺不到在運動。如果裡面有一隻蜜蜂或者水池裡養了魚兒,它們也感覺不到這種移動。
地球就是這樣一直在做着均速直線運動,如果有一天,地球變得忽快忽慢,軌道也忽左忽右,這樣這個慣性參考系就變成了非慣性參考系,人類和一切生物的災難就來臨了。
常常有人提出這樣一些問題:地球突然停轉1分鐘會怎樣?停轉1秒鐘會怎樣?其結果都是一樣的,毀滅!
當然這個停轉的前提是突然,就像撞了車一樣,車毀人亡。大家想想公路行車才每秒20幾米的速度,而我們地球每秒400多米,突然停下,那就是翻江倒海山崩地裂了。不管是一秒,還是一分鐘,結果都是一樣的。
這回,地球是在太陽慣性參照系裡,相對于太陽就是靜止的,公轉自轉都是相對于太陽在運動。就像人在地球上、在火車輪船上走動,感覺不到火車、輪船在運動,而火車輪船也感覺不到地球在運動,才有了速度。同樣地球是相對太陽運動,也感覺不到太陽在運動。
其實太陽正在圍繞着銀河系中心公轉,就像一列火車帶着地球等大大小小的子子孫孫,以每秒鐘約250公裡的線速度飛奔,轉一圈要2.5億年呢。地球如果有感覺的話也覺得沒動呢。
銀河系也在以每秒鐘約300公裡的相對速度向仙女座星系移動,再過三十四億年,就要和仙女座來個親密接觸。而包括銀河系、仙女系在内的本星系群又是本超星系團這個大慣性參考系裡的一員,圍繞着這個1~2億光年的大餅子轉動,轉一圈要1000億年。
其實在不同的慣性參照系裡,感受基本都是相同的,就是相對這個慣性系的主體,是靜止的。慣性參照系适用于牛頓力學定律,慣性參考系的表達式為:平衡慣性力f=-ma 。
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