坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?李永樂老師2017-06-02 19:34:07

如果椅子一秒鐘轉動一圈,那麼週期是T=1s,角速度與週期的關係是

\[\omega = \frac{{2\pi }}{T}\]

,於是椅子的自轉角速度

\[\omega = 2\pi rad/s\]

,即每秒轉動360度。

地球自轉週期是T=24h=86400s,於是自轉角速度

\[\omega = \frac{{2\pi }}{T} = 7.3 \times {10^{ - 5}}rad/s\]

,即每小時轉15度角,是椅子的1/86400, 因此在北極點不會有頭暈的感覺。

如果地球轉的跟椅子一樣快,每秒種一圈,那麼站在北極上的確會懷疑人生。

不過,地球的密度只有

\[\rho = 5.5 \times {10^3}kg/{m^3}\]

,當地球自轉週期達到T=5077s,也就是

\[\omega = \frac{{2\pi }}{T} = 1.24 \times {10^{ - 3}}rad/s\]

時,地球上的物體就會飛向宇宙,地球會瓦解。只有中子星白矮星那樣密度達到

\[\rho = {10^{11}}kg/{m^3}\]

的星球,才能夠在不飛散的情況下一秒鐘旋轉一週。

所以結論是:在地球北極不會有什麼感覺,但是在白矮星北極會。不過當你接近白矮星時,巨大的引力差將不給你留下懷疑人生的時間。

坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?楓子2017-06-02 20:42:35

題主,地球自轉一週是多久?你可以大聲的喊出來的。

評論區裡賣萌那是幾個意思?

大夥夠了沒?沒有就繼續( 。ớ ₃ờ)

我不介意評論比贊多,來吧( ̄ε ̄@)

坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?秩序教長2017-06-02 21:05:09

那啥←_←

一天86400秒

地球差不多才轉一圈

角速度差不多7。27×10^-5 rad/s

我想你大概應該是感覺不到的

但是假如你在赤道就不一樣了⊙ω⊙

地球半徑約6400km

赤道周長約4×10^7m

也就是說你在赤道的線速度大約是465m/s

換算後1674km/h,已經超音速了

勇敢者轉盤才10m/s的線速度

然而你頂多會感覺你變得稍微輕了一點←_←

當然一般是感覺不到的

一個著名的梗,你把赤道的煤運往北極後你會發現你的煤稍微變多了一點,以前真有商人用這事獲利

坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?Mon1st2017-06-04 07:42:45

前置總結:不會。人類探測的是

頭部角加速度的三個分量

。地球旋轉速度很慢,數值上低於可探測的閾值*;但如果假想地球的旋轉速度很快,則

頭部轉動,如點頭和搖頭,

會導致眩暈——儘管身體隨地球旋轉,

角加速度在各分量的投影

在頭部轉動時會發生數值巨大的變化。

* 這裡需要引入人運動速度的限制,即排除頭部轉動本身的角加速度。換言之,日常的點頭搖頭過程中角加速度遠大於從赤道走向極點過程中地球轉動帶來的角加速度。

-

其實目前的回答都拼起來就比較完整了。這道題既是生物問題也是物理問題——眩暈是生物體感受,但也得考慮清楚

物理過程

首先,在

一定旋轉速度範圍

內,對於旋轉運動本身,人體的旋轉感受系統(前庭半規管)感受的是

角速度的變化

(三個半規管分別探測三個方向的分量)。

限制旋轉速度範圍是必要的,一方面排除過高轉速時(向心)

加速度的其他副作用

(例如,轉速極高時體內血壓分佈肯定會變);另一方面神經系統對加速度的反應範圍也是有

上限

,超過上限的加速度不會引起更強的旋轉感。

在此範圍內,我們可以考察一些不同的實驗設定。

設定一

題主坐在地球自轉軸的頂點並

保持全身穩定不動

(不可以點頭搖頭,脖子扭扭屁股扭扭也不可以),並

忽略到達極點的前後過程:想象把真空中的球型旋轉中題主放置在同角速度旋轉的地球上

。此時,只要轉速不引起其他不適,題主的確不會感受到旋轉或眩暈,因為沒有角加速度。

這一現象類似於飛行員在轉向時會迅速適應旋轉而無法靠感覺探測轉向過程,而必須依賴儀器指示。如果在能見度低時單憑感覺操縱飛行器,就有陷入“死亡螺旋”和“死亡旋轉”的風險:飛行員無法感知旋轉,結果飛行器旋轉/螺旋下降直至墜毀。

坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?

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圖片來源:FAA

http://www。

faa。gov/library/manuals

/aviation/pilot_handbook/

設定二

題主

從地球的其他地方向極地行走的過程

:此時地球的轉速就十分重要了。在我們的

每天轉一圈

的地球,考慮行走或普通交通工具,角速度的變化幅度遠小於人類可以檢測的程度(探測閾值根據實驗條件的不同,約為0。5~2 degree/s^2)。這也是為什麼高票答案

部分正確

的原因。

需要注意,即使在赤道沿地球自轉方向的角速度也是每天一圈;考慮到人類通常正立於地表,從赤道走到北極發生的變化是水平方向的角速度從零增加到1rev/d, 而左右方向的角速度從1rev/d減少到零。當然由於三個半規管的朝向並不是水平/豎直,每個半規管方向的角速度都會發生變化(如下圖)。

坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?

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可以想象,如果地球轉速和/或題主的移動速度加快,那麼這一過程中的角加速度是可以被探測到的。

設定三

題主已經站在北極,但是

扭了扭頭,或者伸出手

。一方面,和設定二中相同,任何頭部姿態的改變都會使各半規管探測到角加速度。在正常情況下這是我們感受到頭部方向改變的重要機制;當地球供給的水平方向轉速為 1rev/d 時可以忽略;當

水平轉速很大時,就不能忽略了

——抬起頭時各半規管都體驗到

遠大於抬頭動作本身引起的角加速度

,肯定會暈。

另一方面,轉速過大時必須考慮轉動慣性的影響。例如,題主想做廣播體操,向兩側抬起了雙手。這時由於手部力矩增大,手臂末端的轉速會低於軀幹(這裡假設透過穩定的雙腳從地面獲得大致不變的轉速),從而一隻手向前、一隻手向後移動。速度太快的話,恐怕還會打到自己——這種情況下,可能果真會被轉的懷疑人生?

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坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?知乎使用者2017-06-04 21:08:41

我睡一覺都能翻三個來回,一天轉一圈會暈嗎?