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  • 1 # 科普軍

    這個問題我想來想去大概只有用擺動吊錘的科氏力來證明是最直接的,其他方法沒想到。看太陽、星星都不行,無法直接有效證明,否則地心也不會存在那麼久。

    科氏力的物理定義

    在旋轉體系中進行直線運動的質點,由於慣性,有沿著原有運動方向繼續運動的趨勢,但是由於體系本身是旋轉的,在經歷了一段時間的運動之後,體系中質點的位置會有所變化,而它原有的運動趨勢的方向,如果以旋轉體系的視角去觀察,就會發生一定程度的偏離。

    當一個質點相對於慣性系做直線運動時,相對於旋轉體系,其軌跡是一條曲線。立足於旋轉體系,我們認為有一個力驅使質點運動軌跡形成曲線,這個力就是科里奧利力。

    如下圖所示,擺動錘南北擺動,擺錘兩端的地球運動的線速度不同。我們在地球上一段時間後,會發現擺錘偏離了南北的方向。如果地球不自轉,那麼擺錘將永遠南北方向擺動?為什麼會偏移?因為地球自轉產生了一個虛擬的科氏力。這個科氏力並非真正存在,但是隻有加入這個假想的力,我們才能在地球自轉的體系中去準確預測它的運動軌跡。如果我們在地球同步衛星上觀測,原因就直接明瞭了。擺錘兩端的速度向量並不相同,偏轉太正常了。

    所以,這個實驗能充分證明地球在自轉。實驗所需要的吊擺不能太小,太小根本發現不了科氏力的存在。

  • 2 # cx1944

    當太陽從東邊剛露出來時,我們盯著太陽,把太陽當作固定不動,就會感覺到地球自西向東慢慢地轉了。你若不信不妨去體驗幾次。

  • 3 # 海門老馮

    如何發現地球在自西向東轉,這個問題很好辦。

    在晴天,只要在地面上豎起一根竹杆子,然後在其投影處的地面上劃上標定現在位置的印記。此時你就能坐等觀移了。

    隨著時間推移,在地球向東自轉的同時,竹竿的陰影也在連續向東轉移。因為地球向東自轉,地球相對太陽而言,太陽的位置在向西移動。不斷向西而去的太Sunny照在竹竿上,必然導致竹竿投影向著地面的東側方向轉移。當你發現竹竿陰影在地面上不斷向東轉移時,地球自西向東的自轉也就被你發現了。

    其次,還有“傅科擺”(透過地球引力與自轉離心力“較量”的一種觀察實驗裝置)也能讓你發現地球是在自西向東轉。

  • 4 # 緯度視角

    既然人類非常肯定地知道月亮不是一塊乳酪或一個頑皮的上帝,伴隨它的現象 (從每月的週期到月食) 已經得到了很好的解釋。然而,對古希臘人來說,這是一個相當神秘的問題,在他們對知識的探索中,他們提出了一些有見地的觀察,幫助人類瞭解了我們星球的形狀。 亞里士多德 (他對地球的球形性質進行了大量的觀察) 注意到,在月食期間 (當地球的軌道直接位於太陽和月亮之間時, 在建立過程中的陰影),月球表面的陰影是圓形的。這個影子是地球的影子,是關於地球球形的一個很好的線索。

    由於地球是旋轉的 (見“福柯擺“為了一個明確的證據,如果你懷疑的話),它在每次月食中產生的一致的橢圓形陰影證明了地球不僅是圓形的,而且是球形的 -- 絕對的, 完全,毫無疑問,不是平坦的。

    2.船和地平線

    如果你最近去過一個港口,或者只是漫步在海灘上,茫然地盯著地平線,你可能會注意到一個非常有趣的現象: 接近的船隻不僅僅是 “出現” 在地平線之外 (就像如果世界是平的,它們應該出現的那樣),而是似乎從海下冒出來。 但是 -- 你說 -- 當船隻接近我們的觀點時,它們不會再次下潛和上升 (除了加勒比海盜,但我們在此假設這是一個虛構的電影系列)。船隻看起來好像 “從海浪中出現” 的原因是因為世界並不平坦: 它是圓的。

    想象一隻螞蟻沿著橙色的表面行走,進入你的視野。如果你看著橙色的 “正面”,你會看到螞蟻的身體因為橙色的彎曲而從 “地平線” 慢慢升起。如果你用螞蟻沿著一條長長的道路而不是一個圓形物體來做這個實驗,效果會改變: 螞蟻會慢慢 “具體化” 進入視野 (取決於你的視野有多清晰)。

    3.變星星座

    這一觀察最初是由亞里士多德 (公元前 384-322) 做出的,他宣稱地球是圓的,根據人們在遠離赤道時看到的不同星座來判斷。

    從埃及旅行回來後,亞里士多德指出,“在埃及和…… 塞普勒斯看到的星星在北部地區看不到。“這種現象只能被解釋為人類從一個圓形的表面觀察恆星,” 亞里士多德繼續說,聲稱地球的球體 “沒有很大的尺寸, 否則,如此微小的地方變化的影響不會很快顯現出來。”(德 · 卡洛,298a2-10) 你離赤道越遠,“已知” 星座向地平線的距離就越遠,被不同的恆星取代。如果世界是平的,這就不會發生在平坦的地球上觀星

    4.陰影和棍子

    如果你把棍子粘在 (粘性的) 地面上,它會產生陰影。陰影隨著時間的推移而移動 (這是古代的原則影子時鐘).如果世界是平的,那麼不同位置的兩根棍子會產生相同的陰影:

    在平坦的地球上貼上陰影 想象一下,太陽的光線 (用黃線表示) 撞擊相距一定距離的兩根棍子 (白線)。如果地球是平的,那麼產生的陰影將是相同的長度,無論你放置棍子有多遠。

    因為地球是圓的,放在遙遠位置的棍子會投射不同長度的陰影。(公元前 276-194) 用這個原理非常精確地計算了地球的周長。要檢視此演示,請參閱我的實驗影片大約埃拉託斯特尼和地球周長。

    5.從更高處看得更遠

    站在平坦的高原上,你向前看向地平線。你緊張你的眼睛,然後拿出你最喜歡的雙筒望遠鏡,盯著它們,直到你的眼睛 (藉助雙筒透鏡) 可以看到。 接下來,爬上最近的樹-越高越好,只是小心不要放下那些雙筒望遠鏡並打破他們的鏡頭。然後再看一遍,緊張你的眼睛,用雙筒望遠鏡盯著地平線。 你爬得越高,你看到的就越遠。通常,我們傾向於將其與塵世的障礙聯絡起來 -- 比如我們有房子或其他樹木阻礙了我們在地面上的視野, 向上攀登我們有清晰的視野 -- 但這不是真正的原因。即使你站在一個完全清晰的高原上,你和地平線之間沒有任何障礙,你從更高的高度看得比在地面上看得更遠。 這種現象也是由地球的曲率引起的,如果地球是平的,就不會發生:從高處你能看到多遠?在平坦的地球上,海拔沒有什麼不同。

    圓形地球上的觀點 從高處你能看到多遠?在圓地球上,海拔有很大的不同。

    6.乘飛機

    如果你曾經出國旅行,特別是長途旅行,你會注意到關於飛機和地球的兩個有趣的事實:

    (一)飛機可以在相對直線上行駛很長時間,不會從任何邊緣脫落。他們也可以環繞地球不停止.

    (二)如果你在跨大西洋飛行中向窗外看,大多數時候,你可以在地平線上看到地球的曲率。最好的曲率以前在協和但是那架飛機早就不見了我迫不及待地想看維珍銀河公司新飛機上的照片 -- 地平線應該看起來絕對彎曲,因為它實際上是從遠處看的。

    7.看看其他行星

    地球不同於其他行星,這是真的。畢竟,我們有生命,我們還沒有找到任何其他有生命的行星。然而,所有行星都有某些特徵,假設所有行星都以某種方式執行是非常合乎邏輯的, 或者顯示出某些特徵 -- 特別是如果這些行星在不同的地方或者在不同的環境下被創造出來 -- 我們的星球是一樣的。 換句話說: 如果這麼多在不同位置和不同環境下建立的行星顯示出相同的屬性,那麼我們自己的行星也可能具有相同的屬性。我們所有的觀察都表明其他行星是球形的 (因為我們知道它們是如何產生的,所以很明顯它們為什麼會變成這種形狀)。除非我們有一個很好的理由去思考 (我們沒有),否則我們的星球很可能是一樣的。 在 1610,伽利略·伽利萊觀察到木星的衛星圍繞它旋轉.他將它們描述為圍繞一顆更大行星執行的小行星 -- 這種描述 (和觀察) 對教會來說很難接受, 因為它挑戰了一個地心模型,在這個模型中,一切都應該圍繞地球旋轉。這一觀察還表明行星 (木星,海王星,以及後來的金星也被觀察到) 都是球形的,並且都圍繞太陽執行。 一顆扁平的行星 (我們的或任何其他行星) 將是如此令人難以置信的觀察,以至於它幾乎違背了我們所知道的關於行星如何形成和行為的一切。它不僅會改變我們所知道的關於行星形成的一切,還會改變恆星形成的一切 (我們的太陽必須以完全不同的方式來適應平面地球理論) 我們所知道的速度和空間運動 (如行星的軌道和重力的影響)。簡而言之,我們不只是懷疑我們的星球是球形的。我們知道。

    8.時區的存在

    在寫這些話的時候,紐約的時間是下午12:00。太陽在天空的中間 (儘管目前的雲覆蓋很難看到)。在北京,現在是上午12:00,午夜,太陽不見了。在澳洲阿德萊德,現在是上午1:30。提前 13 個多小時。在那裡,日落早已消失 -- 如此之多,以至於太陽很快就會在新的一天開始時再次升起。 時區 我們有時區,因為當太陽照亮地球的一邊時,另一邊是黑暗的。

    只有當世界是圓的,並且圍繞著它自己的軸旋轉時,這才能被解釋。當太陽照射在地球的一部分時,另一邊是黑暗的,反之亦然。這允許時間差和時區,特別是大於 12 小時的時區。 另一個關於時區、太陽和地球的觀點是: 如果太陽是一個 “聚光燈” (非常定向,所以光只照射在一個特定的位置),那麼世界是平坦的, 我們會看到太陽,即使它沒有照射在我們身上 (正如你在下面的圖中看到的)。同樣,你可以在劇院的舞臺上看到聚光燈下的光線,即使你 -- 人群 -- 坐在黑暗中。創造兩個明顯獨立的時區的唯一方法是,如果世界是球形的,那麼其中一個時區就完全黑暗,而另一個時區就有光。

    9.重力的拉力

    關於質量有一個有趣的事實: 它吸引了很多東西。兩個物體之間的吸引力 (重力) 取決於它們的質量和它們之間的距離。簡單地說,重力會拉向物體的質心。為了找到質心,你必須檢查物體。 球體的質心 在球體的表面上,重力會將你拉向球體的質心: 直線向下。

    考慮一個球體。因為一個球體具有一致的形狀,無論你站在它的哪個位置,你下面都有完全相同數量的球體。(想象一隻螞蟻騎著水晶球四處走動。從昆蟲的角度來看,唯一的移動跡象是螞蟻正在移動它的腳 -- 表面的形狀根本不會改變。) 球體的質心在球體的中心,這意味著重力會將球體表面上的任何東西直接拉向球體的中心。無論物件位於曲面上的哪個位置,都將發生這種情況。 考慮一個平面。平面的質心在其中心,所以重力會將表面上的任何東西拉向平面的中間。這意味著,如果你站在飛機的邊緣,重力會把你拉向飛機的中間,而不是像你站在地球上時經常經歷的那樣直線下降。 飛機的質心 飛機的質心在其中間,這意味著重力應該將物體拉向飛機的中心。

    我非常肯定,即使對澳洲人來說,蘋果也會下降,而不是側向下降。但是如果你有疑問,我敦促你試著放棄一些東西 -- 只要確保沒有什麼能打破或傷害你。 關於質量中心和質量分佈的進一步閱讀,請檢視此連結.如果你有足夠的勇氣處理一些方程 (不涉及積分),你可以更多地瞭解牛頓萬有引力定律這裡.

    10.來自太空的影象

    在過去 60 年的太空探索中,我們向太空發射了衛星、探測器和人。他們中的一些人回來了,一些人仍然漂浮在太陽系中 (幾乎在太陽系之外),許多人向地球上的接收器傳輸驚人的影象。在所有這些照片中,地球是 (等待它) 球形的。地球的曲率也可見於許多, 許多, 許多, 許多國際空間站宇航員拍攝的照片。

  • 5 # 使用者3922474678926

    因為地球是太陽系的一個星體,和別的太陽系的九個星體一樣受大陽引力自動圍著太陽公轉。地球轉一圈就是一天,而有白天和黑夜是因為地球是圓形的,白天是朝著大陽運動,黑夜地球就見不到大Sunny了,早上出太陽是從地球的地平線上升起,地球運轉自西向東到中午時,太Sunny直線照射地球這就是為什麼中午天氣熱的原因。

  • 6 # 漫步科學

    “地球自西向東自轉,我們在地球上有什麼方法能發現在自轉?”,如果我們可以在地球之外確立一個參照物,那就非常方便了,比如我們把太陽看做參照物,此時我們只需要在地上插一根棍子,觀測光影的變化就能推測出地球的自轉。如果不設定地球之外的參照物,我們就需要考慮到地球自轉帶來的力學效應,從而來判斷地球的運動狀態。

    傅科擺

    傅科擺被認為是最簡單有效的地球自轉證明。萊昂·傅科是法國物理學家,1819年生於法國巴黎,1868年卒於巴黎,傅科曾經從事醫學學習,後因為怕血而改為物理學習,在萊昂·傅科的一生中有許多重要的發現與發明,除了最著名的傅科擺外,他還進行了光速測量,發現了渦電流現象,設計出光度計等。

    關於傅科擺,傅科認為,如果地球處於自轉之中,那麼理論上除赤道外,地球上任何地方的單擺振動都會因地球的自轉而產生旋轉現象。根據這個原理,1851年傅科在巴黎萬神殿進行了相關實驗,這個實驗的裝置其實就是一個巨大的單擺裝置,僅擺錘的質量就達到了25公斤,這個單擺裝置的擺長為67米,透過萬向節連線在萬神殿圓屋頂的中央位置,而擺錘的下方沙盤與啟動栓。1851年1月3日,許多巴黎市民聚集在這個實驗周圍,他們驚奇的發現擺錘劃過沙盤的軌跡在逐漸偏轉,真的有腳下大地在旋轉的感覺。

    其實從傅科擺的原理我們可以發現,在不同緯度上進行傅科擺實驗,其擺動面的旋轉週期是不同的,計算後得出振動面的旋轉週期正比與傅科擺所處地點緯度的正弦值,因此要想更好的感受到地球自轉,可以考慮在地球極點位置進行傅科擺實驗,理論上擺尖劃出的軌跡每小時會偏轉15°。

    地轉偏向力的相關效應

    當局者迷,身處地球的我們很難直觀的感受到地球的自轉,但是如果認識到地球自轉產生的力學效應,我們同樣可以反推出地球自轉的結論。地轉偏向力又被稱為科里奧利力,它是由地球自轉引起的一種慣性力,和離心力類似,它並不是一個真正的力。

    地轉偏向力由古斯塔·加斯佩德·科里奧利於1835年提出,關於地轉偏向力的我們可以這樣理解,假設有一個物體在地表做直線運動,由於慣性的存在,該物體必然有保持原有運動方向的趨勢,但由於地球處於自轉狀態,所以該物體的運動趨勢的方向就會發生偏移。由地轉偏向力的原理可知,在北半球地轉偏向力的方向為運動方向的右側,如果在南半球,地轉偏向力的方向為運動方向的左邊,如果物體位於赤道,由於重力可以抵消這種效應,所以不受地轉偏向力的影響。

    由於地轉偏向力的影響,地球上許多事物都會和其產生關聯,比如南半球檯風會順時針旋轉,而北半球檯風逆時針旋轉。這體現在地轉偏向力對大氣環流的影響。除此之外,河岸兩側衝刷不均勻,鐵路鐵軌摩擦不均勻等都與其有關。上文中傅科擺的擺面角度變化其實就是地轉偏向力的影響。

    結語

    個人認為最直觀的地球自轉證明就是傅科擺裝置了,如果你瞭解地轉偏向力的成因,也可以用一些自然現象來感受地球的自轉效應。

  • 7 # 宇宙觀察

    古代東西方文明不約而同都把腳下的大地當成了絕對靜止,把天空中的日月星辰當成了繞大地運動的天體

    1851年法國物理學家傅科設計了一個名為“傅科擺”的實驗裝置,這個由錘擺繩子刻度盤組成的實驗裝置,讓人類第一次直觀感受到了腳下的地球在自轉,沉重的擺錘在啟動之後如果地球沒有自轉的話,它的振動面將保持不變,而如果地球在自轉,擺尖劃出的線路就會移動3毫米左右,人們可以根據擺件尖劃出的線來確定地球自轉。

    不過由於傅科擺最早位於巴黎,經緯度決定了那個傅科擺需要近30個小時才能讓擺尖完成一個週期,理想情況下傅科擺應該被安放在地球的兩極地區,位於兩極地區的傅科擺理論上每小時會精確偏移15℃,24小時必定完成一個自轉週期。

    上世紀前蘇聯發射人造衛星和太空人後,人類得以從地球以外直觀看到“自轉中的地球”,21世紀的今天我們隨時都能開啟網際網路進入到國際空間站的直播間,親眼目睹地球的自轉現象並欣賞為期“90分鐘的一天”

    熟悉地球儀的朋友們想必會注意到地球儀上的地球其實是“斜著轉”的,這是因為地軸與地球軌道面存在一個66°34′的夾角。

    這個夾角的存在使得地球不同緯度受到的太Sunny並不都是垂直的,於是乎地球就有了一年四季之分,太陽直射某一區域的時候那裡就是夏天,反之就是冬天,所以南北半球的季節剛好完全相反。

    目前的理論認為地軸傾斜角是因為地球早期被一顆火星大小的天體“忒伊亞”撞過,這場撞擊讓地球從此成了一個斜著轉的行星,撞擊產生大量碎片則形成了後來的月球。

  • 8 # 墨子方陣

    地球在圍繞太陽公轉的同時也在自轉,這是公認的事實。

    那為什麼我們感受不到呢?

    原因很簡單,我們也在隨著地球一起自轉和公轉,所以我們感受不到也是正常的。就像我們坐在勻速行駛的火車裡,如果你不靠觀察車窗外邊,你也不能輕易判斷火車是否在前進是一樣的道理。

    證明我們的地球在自傳的現象還是很多的,都有哪些現象呢?

    比如說:龍捲風漩渦、傅科擺、河道的侵蝕、陀螺儀、太陽的東昇西落等等現象,都能說明地球在自轉!

    為什麼這些現象能說明地球在自轉呢?

    地球的自轉,會對在其表面物體的運動產生影響,從而導致上述現象! 我們先透過一個簡單的實驗來進行解釋:

    一個圓形的水平面,當水平面不動時,我們讓小球以一定的速度沿著半徑運動,這個很簡單,小球肯定是直線運動!

    下面我們繼續讓小球以一定的速度沿著半徑運動,但同時要旋轉水平面,我們發現,此時小球走的是一條曲線,為了幫助您理解,請看下圖,紅點是水平面不動時小球應該到達的位置!

    我們發現,水平面轉動時,好像有一個力拉著小球,使它發生偏轉,這個力叫做“科里奧利力”簡稱“科式力”,是被法國物理學家科里奧利發現的,“科里奧利力”來自於物體運動所具有的慣性!

    這個力的方向有一個非常簡單的方法來判斷:

    北半球:右手張開、四指與拇指垂直、掌心朝臉,四指指向物體運動方向,大拇指指向就是科里奧利力方向,也就是物體偏轉方向!我們發現,在北半球,不管物體超哪個方向運動,它總是朝著自己的右方偏轉!

    南半球:左手張開、四指與拇指垂直、掌心朝臉,四指指向物體運動方向,大拇指指向就是科里奧利力方向,也就是物體偏轉方向!我們發現,在南半球,物體總是向自己左方偏轉!

    赤道上科里奧利力垂直於地表,不會使物體發生偏轉!

    傅科擺

    傅科擺是法國物理學家萊昂·傅科發明的用來證明地球自轉的裝置,現在在很多科學博物館裡都有。

    說簡單點其實就是一個單擺,但是它並不是總在同一平面內來回擺動,由於傅科擺在擺動時受科里奧利力的影響,所以會發生偏轉,北半球擺動的平面向順時針轉動、南半球擺動的平面逆時針轉動,而且越往兩極、緯度越高、轉動越快,在兩極點旋轉一週大約24小時、赤道幾乎不轉動,這就說明了地球在自轉。

    河道的侵蝕

    北半球的河流常常會侵蝕右側河岸,導致右岸附近水流較急且深,而左岸常有大量泥沙堆積;南半球則相反。

  • 9 # 涼水西瓜

    你可以嘗試往廚房的洗碗池裡面放滿水, 然後拔掉塞子, 你會發現水裡有一個漩渦, 漩渦的方向就是地球自轉的方向!

  • 10 # 白興長

    用一架飛機,在中午12點時起飛,在距地球高空200米處,向西飛行,保持飛行速度一直讓太陽在正上方,飛行24小時降落在飛機場,這時還是中午12點,這時地球已自轉一週了,而且飛機✈️沒感到有黑夜,這樣就證明地球在自轉了。

  • 11 # 花牛泥香

    可用水流,即用水向下流的方法,可以瞭解地球的運動慣性。在北半球,水向流的角度度方向的切線即為地球自轉的方向。在南半球,是切線的反方向。

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