这实际上是一个惯性参考系的问题,适用于牛顿运动定律。惯性参考系简称惯性系或惯性坐标系。牛顿运动定律认为,在一个惯性系里,任何相对这个惯性系做等速直线运动的参考系都是惯性系。而对于惯性系作加速运动的参照系则为非惯性系。
在一个惯性参考系里,相对于运动主体,惯性坐标系主体对于附着于其上的一切物品都是静止的,你再怎么跳,也只是相对这个惯性参考系的运动。就像你在火车上,高铁以每秒近100米的速度奔驰着,你在里面跳一下试试,会不会往后飘100米呢?
地球自转速度每秒钟约466米(赤道线速度),地球上所有的东西包括海水、山脉、飞机、炮弹、降落伞都是以这个速度同步均匀直线运动着,因此看起来一切物质相对地球都是静止的,要移动也是相对这个惯性坐标系在移动。
我们在火车上、轮船上就是在地球这个大惯性系里,进入了一个相对地球进行移动的小惯性参考系里了,并且变成了这个小惯性系里的一份子。只是乘坐的火车在相对地球做运动,而乘坐其上的人和各种物体就是这个惯性参考系里的一员,随着火车或者轮船作均速直线运动。如果在一个密闭的房间,列车轮船没有震动或拐弯,也没有加速和减速,人就感觉不到在运动。如果里面有一只蜜蜂或者水池里养了鱼儿,它们也感觉不到这种移动。
地球就是这样一直在做着均速直线运动,如果有一天,地球变得忽快忽慢,轨道也忽左忽右,这样这个惯性参考系就变成了非惯性参考系,人类和一切生物的灾难就来临了。
常常有人提出这样一些问题:地球突然停转1分钟会怎样?停转1秒钟会怎样?其结果都是一样的,毁灭!
当然这个停转的前提是突然,就像撞了车一样,车毁人亡。大家想想公路行车才每秒20几米的速度,而我们地球每秒400多米,突然停下,那就是翻江倒海山崩地裂了。不管是一秒,还是一分钟,结果都是一样的。
其实,我们地球还在围绕着太阳公转,速度为每秒将近30公里,这比自转快多了,大家感觉到了吗?这回,地球是在太阳惯性参照系里,相对于太阳就是静止的,公转自转都是相对于太阳在运动。就像人在地球上、在火车轮船上走动,感觉不到火车、轮船在运动,而火车轮船也感觉不到地球在运动,才有了速度。同样地球是相对太阳运动,也感觉不到太阳在运动。
其实太阳正在围绕着银河系中心公转,就像一列火车带着地球等大大小小的子子孙孙,以每秒钟约250公里的线速度飞奔,转一圈要2.5亿年呢。地球如果有感觉的话也觉得没动呢。
银河系也在以每秒钟约300公里的相对速度向仙女座星系移动,再过三十四亿年,就要和仙女座来个亲密接触。而包括银河系、仙女系在内的本星系群又是本超星系团这个大惯性参考系里的一员,围绕着这个1~2亿光年的大饼子转动,转一圈要1000亿年。
其实在不同的惯性参照系里,感受基本都是相同的,就是相对这个惯性系的主体,是静止的。惯性参照系适用于牛顿力学定律,惯性参考系的表达式为:平衡惯性力f=-ma 。
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