Почему вода океанов не собирается на экваторе

На модерации Отложенный

 

В учебниках физики утверждается, что ускорение свободного падения на поверхности Земли g (обычно произносится как «Же») варьируется от 9,780м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах.

Причину этих различий связывают с наличием у вещества на поверхности Земли двух ускорений. Кроме гравитационного ускорения, якобы есть ещё и центробежного ускорения, которое возникает якобы вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Правда, доказательств вращения Земли вокруг оси не существует (см. https://maxpark.com/community/4057/content/7213224

Ладно, предположим, что она крутится.

Согласно тем же учебникам, в точке, находящейся на расстоянии a от оси вращения, центробежное ускорение равно ω2a, где ω  – угловая скорость вращения Земли, определяемая выражением ω = 2π/T, в котором Т – время одного оборота (звёздные сутки), равное для Земли 86164,1 секунды. Центробежное ускорение перпендикулярно оси вращения и направлено в сторону от неё. Можно подсчитать, что, согласно этой формуле, на Земле оно меняется от 0 на полюсах до 3,4 см/с2 на экваторе, причём почти везде (кроме экватора) оно не сонаправлено с гравитационным ускорением, которое направлено к центру Земли. А постоянно действующее ускорение малым не бывает.

В результате имеем следующую картину, показанную на рис.1

Характерно, что на данном, взятом из википедии рисунке, точка, в которой производится сложение ускорений (сил), размещена на суше. Очевидно для того, чтобы у читателя не возникло мысли о неизбежном устремлении всех вод всех океанов от полюсов к экватору.

Кстати, учтите, что на воду в воде действует выталкивающая архимедова сила. Кому этот факт кажется чем-то необычным, вспомните об огурце, он на 99% состоит из воды, однако плавает, значит на него и содержащеюся в нём воду, действует архимедова сила.

Почему же это ужасное событие не происходит? Полагаю, что никакой центробежной силы на равномерно вращающемся вокруг своей оси, и находящемся в невесомости шаре (а такова наша Земля) обнаружить невозможно. Не прижимает же космонавтов на МКС ни к полу, ни к потолку, потому что и МКС, и космонавт движутся по одной и той же орбите. Законы эквивалентности гравитационной и инерционной масс, и сохранения момента импульса никто не отменял. Ну а то, что пишут в школьных учебниках – сущий бред. Там и о полёте американцев на Луну пишут.

Момент количества движения (момент импульса, угловой момент) ‒ это одна из важнейших характеристик всякой изолированной механической системы. Сила симптоматически проявляет себя как явление только тогда, когда изменяется или угловая скорость вращения или момент инерции.

Учтите, при рассмотрении вращательного движения оперируют не массой, а моментом инерции. То есть сила проявляет себя лишь тогда, когда изменяется момент импульса. Ибо момент силы – это производная от момента импульса. Поскольку Земля имеет стабильные массогабаритные характеристики, и вращается с постоянной угловой скоростью, то никаких «центробежных сил» на ней обнаружить невозможно ввиду их отсутствия, ибо её момент импульса неизменен, а значит и производная от него – момент силы ‒ равна нулю.

Так что не хлынет вода от полюсов к экватору, не будет всемирного потопа. Спите спокойно, дорогие товарищи!

Поучение. Тут многие бросятся защищать учебники, посредством которых их «просвещали» как в школе, так и в вузе. Там одно время писали, что на океанских лайнерах были две метки ватерлинии ‒ для зон близких к полюсу, и зон близких к экватору. Но потом одумались, видимо дошло, что эта мифическая центробежная сила одинаково действует и на воду, и на корабль.

Кстати, если посмотреть в ныне рассекреченный перечень сведений, запрещённых к публикации в открытой печати https://coollib.com/b/432985/read  §§ 75, 76, 77 то, увидим, что карты гравитационных аномалий публикации не подлежали (полагаю, и, сейчас, их публикация невозможна). Но я сети я такую карту обнаружил, она весьма интересна для пытливого ума. См. Рис. 2.

Ну а как же центробежная сила, которую мы явно ощущаем, раскручивая грузик на верёвочке? Для особо зазомбированных, ‒ сдавших ЕГЭ по физике на 99 баллов, доцентов кафедры теорфизики,  выпускников непомерно распиаренного вуза, расположенного в райцентре Долгопрудный, Московской области ,‒ объясняю ещё раз.

Непонимание т.н. эффекта «центробежной силы» связано с тем, что на самом деле «центробежная сила» это симптоматическое проявление момента силы, который возникает только при изменении момента импульса тела. Рассмотрим вращение грузика на верёвке. Во-первых, когда вы крутите грузик, держа его за верёвочку, то рукой делаете движения похожие на вращение коленвала. Во-вторых, если отпустить грузик, то он полетит не по касательной, а выйдет на эллиптическую орбиту, определённую наличным моментом импульса, – значение которого определяется, в том числе и существующим его вращением вокруг земли и вокруг солнца. На этой орбите его момент импульса до столкновения с землёй не меняется, и никакой «центробежной силы» обнаружить невозможно. Когда же вы, посредством верёвочки непрерывно уводите грузик с его «естественной орбиты», то и непрерывно варьируете его момент импульса, производите и ощущаете момент силы, и называете его «центробежной силой».

По этой же причине и на центрифуге космонавт испытывает перегрузки, но если центрифуга слетит с оси и полетит в пропасть, равномерно вращаясь, то у космонавта перегрузки исчезнут на всё время свободного падения центрифуги.