Лидеры рейтинга

ID: 259041

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

1757

Россия, пос. Теплоозёрск, ЕАО


ID: 400669

epimkin

Профессионал

685


ID: 226425

Konstantin Shvetski

Мастер-Эксперт

564

Россия, Северодвинск


ID: 400828

mklokov

10-й класс

269

Россия, Санкт-Петербург


ID: 404373

aDair

1-й класс

165


ID: 137394

Megaloman

Мастер-Эксперт

158

Беларусь, Гомель


ID: 400484

solowey

Профессор

122


8.1.0

30.11.2020

JS: 2.1.8
CSS: 4.1.7
jQuery: 3.5.1


 

Консультации и решение задач по физике.

Администратор раздела: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)


Коцюрбенко Алексей Владимирович
Статус: Старший модератор
Рейтинг: 2162
Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1757
epimkin
Статус: Профессионал
Рейтинг: 685
 

Перейти к консультации №:
 

Консультация онлайн # 198634
Раздел: • Физика
Автор вопроса: danikfmla (Посетитель)
Дата: 18.05.2020, 21:00
Поступило ответов: 1

В процессе выполнения этого задания Вы сидите за столом на вращающейся Земле. Вычислите Ваши личные линейную скорость и ускорение, обусловленные участием в суточном вращении Земли. Под каким углом к горизонту направлен в Вашем случае вектор ускорения?

Во второй части этого упражнения Вам предлагается встать и расположить одну вытянутую руку параллельно оси вращения Земли, а другой указать направление вектора Вашего ускорения. Как именно Вы расположите вытянутые руки? Объясните Ваш выбор.

Состояние: Консультация закрыта

Здравствуйте, danikfmla!
Условие : Наблюдатель находится на поверхности Земли на географической широте г.Москвы.
Вычислить линейную скорость и ускорение, обусловленные суточным вращением Земли, угол вектора ускорения к горизонту.
Указать направление вектора ускорения относительно оси вращения Земли.

Решение: Все мы находимся на Земле, вращающейся вокруг своей оси.
Средний радиус Земли равен RЗ = 6371 км (см статью Земля Ссылка1 )
Географическая широта г.Москвы φ = 56° (см Ссылка2 )
Период вращения Земли вокруг своей оси T = 24 час = 86400 сек.
Угловая скорость вращения ω = 2·π / T = 7,3·10-5 рад/с (0,004°/сек)
Радиус вращения на географической широте Москвы Rv = RЗ·cos(φ) = 3,6·106 м
(cos(φ) = 0,559 , если захотите пересчитать)
Линейная скорость вращения на широте Москвы : V = ω·Rv = 259 м/с - это огромная скорость, почти звуковая! (на экваторе она сверх-звуковая!). Но это - мизер по сравнению со скоростью Земли по вокруг-солнечной орбите 30 км/сек !

Поскольку вращение Земли равномерное, то тангенциальное ускорение aτ= 0.
Далее возможны 2 варианта решения.

Вариант первый в стиле СНГ : Так как aτ= 0, то центростремительное ускорение aЦС - единственное ускорение, обусловленное участием в суточном вращении Земли (советская школа отмахивается от якобы ненаучного центробежного ускорения).
aц = V·ω = 0,019 м/с2 . Это в 500 раз меньше g - гравитационного ускорения свободного падения.
Вектор центростремительного ускорения направлен перпендикулярно оси вращения и к центру вращения.

Ответ : Линейная скорость вращения на широте Москвы равна 259 м/с,
ускорение, обусловленное суточным вращении Земли, равно 0,019 м/с2.

На вопрос "Под каким углом к горизонту направлен в Вашем случае вектор ускорения?" - под углом φ - 90° = -34° (поворачиваемся на север и опускаем луч на 34° ниже Линии горизонта).

Я начертил разрез Земли вдоль её оси вращения на географической долготе Москвы, чтоб Вам легче было представить направления вектора ускорения. Цифры на осях - условные (без задания каких-либо цифр программа Маткад не может строить графики).

На 2й вопрос упражнения "Вам предлагается встать и расположить одну вытянутую руку параллельно оси вращения Земли, а другой указать направление вектора Вашего ускорения. Как именно Вы расположите вытянутые руки?" - первую руку располагаем вверх по рисунку (параллельно оси вращения Земли), вторую руку - влево (в направлении вектора ускорения). Таким образом, расположение вытянутых рук должно быть взаимо-перпендикулярно.

Решение похожей задачи "Какова скорость, с кот-й точка на экваторе поверхности Земли движется относительно центра Земли?" rfpro.ru/question/196397

Вариант N2 появляется после просмотра учебного видео-ролика "Мотоциклист едет по треку, плоскость которого наклонена к горизонту под углом" Ссылка4 . В первой трети фильма идиотские шутки настолько надоедают, что я в своей копии вырезал этот пьяный бред. Но если Вы наберётесь терпения и просмотрите вторую треть, то приятно удивитесь "открытию", которое понятно всем с детства : центробежная сила существует! Именно эту силу (а не центро-стремительную) ощущает человек в центрифуге! Метод репетитора Султанова Алексея Эдвартовича - лауреата Нобелевской премии - более понятный для естественного восприятия, чем советский шаблон!

Суть метода в том, что на наблюдателя действует инерциальная центробежная сила, направленная ОТ центра вращения (а не центро-стремительная, к центру). Эта центробежная сила унесла бы нас прочь от Земли, если бы не сила тяготения. Поэтому супер-чувствительный наблюдатель ощущает мизерное уменьшение своего веса (по сравнению с наблюдателем на Полюсе Земли).

Центробежное ускорение рассчитывается как aЦБ = V2 / R = ω2·R = V·ω = 0,019 м/с2 - та же формула, что и для вычисления центро-стремительного ускорения, но Центробежное направлено ОТ центра, то есть в противоположную сторону!
Поэтому, на вопрос "Под каким углом к горизонту направлен в Вашем случае вектор ускорения?" - под углом 90° - φ = +34° - поворачиваемся на ЮГ и поднимаем луч на 34° выше Линии горизонта.
Лично я считаю 2й вариант более естественным и поэтому более правильным.

Который вариант предпочтут Ваши преподаватели ? - я не могу знать. Это зависит от их стиля мышления : Подчиняются ли они шпаргалкам/учебникам от министерства образования, либо они новаторы, думающие своими мозгами?


Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 22.05.2020, 16:01

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 25.05.2020, 10:14

Рейтинг ответа:

+1

[подробно]

Сообщение
модераторам

Отправлять сообщения
модераторам могут
только участники портала.
ВОЙТИ НА ПОРТАЛ »
регистрация »

Мини-форум консультации № 198634

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

1

 +1 
 
= общий = |  22.05.2020, 09:31 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение
danikfmla:

Очередь дошла до Вашей задачи.
Для вычисления линейной скорости и ускорения нужны радиус Земли и географическая широта Вашего города. Радиус Земли я нашёл легко. А Ваш город Вы не указали в Вашей регистрационной карте. В карте т-ко "Имя: danikfmla , Пол: мужской, Дата регистрации: 18.05.2020… Текущее время: 22.05.2020… (+4 UTC, +1 ч. относительно Москвы)."

Будем решать для Москвы, или Вы сами найдёте широту на Ссылка ?
Или может, Вы уже решили свою задачу?

danikfmla

Посетитель

ID: 404074

2

 +1 
 
= общий = |  22.05.2020, 09:53 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение

Эту задачу я еще не решил. Давайте решать для Москвы

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

3

 +1 
 
= общий = |  25.05.2020, 12:43 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение
danikfmla:

Я думал, Вы поблагодарите за помощь/старание. Но Вы поставили оценку 5, как за правильный Ответ. Сообщите, пожалуйста, по которому варианту из 2х Ваш преподаватель принял сданное ему Ваше Решение?

Позже уважаемый модератор передал мне Ваше "Спасибо большое", которое Вы, вероятно неверно адресовали.
Для правильной адресации в абзаце "Добавить сообщение" кликните по чёрному треугольничку правее поля "Кому". Из выпадающего списка участников выберите желаемого адресата. smile

danikfmla

Посетитель

ID: 404074

4

 +1 
 
= общий = |  25.05.2020, 12:46 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение
Алексеев Владимир Николаевич:

Спасибо большое

danikfmla

Посетитель

ID: 404074

5

 +1 
 
= общий = |  25.05.2020, 12:46 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение

Приняли 1 вариант у меня

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

6

 +1 
 
= общий = |  25.05.2020, 13:01 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение
danikfmla:

А Вы предлагали преподу 2й вариант? Ведь на самом деле, если представить будто на 1 секунду отключилось тяготение Земли, то все мы, кроме находящихся на полюсах, почувствуем центробежную силу, направленную прочь от оси вращения (как в центрифуге).
Я не пойму, почему пост-советская школа так упорно держится за фиктивную центро-стремительную силу к центру?

danikfmla

Посетитель

ID: 404074

7

 +1 
 
= общий = |  25.05.2020, 13:22 |  цитировать |  профиль |  личное сообщение
Алексеев Владимир Николаевич:

ну мне вот ничего не сказали, первый вариант только зачли и все smile

Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.