Redukcija gravitacionog efekta usled Zemljine rotacija
Pitanje za sve: da li rotacija Zemlje, tj. centrifugalna sila koja nastaje usled okretanja naše planete, i koja je upravljena OD centra, umanjuje Zemljinu gravitacionu silu, koja je upravljena KA centru? Da li ova prva nekako umanjuje, neutrališe ovu drugu? Ko pogodi, dobije porciju pasulja na Letenci!
Krenimo sukcesivno, kako to kažu obrazovani ljudi.
Zemljina površina napravi jedan krug oko svoje ose svakih 24 sata - preciznije, svakih 23 sata, 56 minuta i 4 sekundi, odn. 86.164 sekundi[1]. Ako je ekvatorijalni poluprečnik Zemlje 6.378 km, dobijamo da je obim 40.074 km - nešto više od 40.000 km koliko bi trebalo da iznosi obim preko polova[2], koji definiše „jedan metar".
Razlika u obimima nastaje zbog spljoštenosti Zemlje, i postojanja izbočine na ekvatoru. Zato brzina rotacije na ekvatoru iznosi:
40074/86164 = 0,4651 km/s = 465,1 m/s (1.675 km/h[3])
Okretanje tom brzinom usmereno je ka istoku (suprotno od kazaljke na satu), i mnogo je brže od brzine zvuka, koja iznosi 340,3 m/s (1.225 km/h). Svemirske letilice koje se lansiraju sa Kejp Kanaverala moraju da dostignu brzinu od oko 8 kilometara u sekundi (u odnosu na nerotirajuću tačku u središtu Zemlje) da bi dospele do orbite, tako da bi lakše dobile brzinu koja im treba, generalno SVE što se lansira lansira se u pravcu istoka.
Da bi dobili centrifugalno ubrzanje na ekvatoru (tj. silu u njutnima koja deluje na gram mase koji rotira sa Zemljom), računaćemo sve u metrima i sekundama:
V2 / r = (465,1)2 / 6.378.000 = 216.318 / 6.378.000 = 0,03392 m/s2 (122 m/h)
Ako uporedimo to sa gravitacionim ubrzanjem na Zemlji - koje iznosi 9,81 m/s2 - vidimo da je to samo 0,0346-ti deo, ili 0,346% te vrednosti.
Dakle, odgovor na naše pitanje je sledeći: da, rotacija Zemlje umanjuje gravitacioni efekat na ekvatoru, ali samo za 1/3 jednog procenta! Za Beograd, to je još manje: gravitacija je umanjena za manje od 1/5 procenta.
Ako bi baš hteli da teramo mak na konac, mogli bi da pričamo o periodičnim varijacijama Zemljinog gravitacionog polja. Te varijacije su toliko male da su donedavno bile praktično nepoznate (nemerljive), ali usavršavanjem mernih i satelitskih tehnika i naše znanje o tome je mnogostruko poraslo.
Pomenute varijacije gravitacije (g) najčešće su uzrokovane privlačenjem Sunca i Meseca. Lunarni efekat na našu gravitaciju je maksimalno 0,20 mgala[4], a solarni do 0,09 mgala. Gravitacija (g) na Zemljinoj površini varira od 978 gala na ekvatoru, do 983 gala na polovima. Na gravitaciju utiču (pored ostalog) i nepravilnosti u masi, koje mogu biti vidljive, kao što su planine i masivi, ili nevidljive, usled anomalija u topografskoj gustini. Zato geofizičari i geolozi analiziraju tako pomno gravitacione efekte na Zemlji, jer im to pomaže u proučavanju opštih pojava u kori, a pliće nepravilnosti mogu da otkriju i prisustvo bogatih rudnih bogatstava u tlu.
Da li je ovo što sam napisao baš uvek potpuno onako kako jeste, pokušaću da objasnim u sledećem pisaniju na ovu temu. Razmisli, pisao sam o idealnoj sutuaciji, kada se sve dešava na ekvatoru i kada je centrifugalna sila idealno pod pravim uglom u odnosu na gravitaciju ...
[1] Zbog zamršenih repera i usvojenih normi, jako je teško utvrditi pravu vrednost.
Ako gledamo Zemljinu rotaciju u odnosu na nepokretne zvezde, prema International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), to je „zvezdani dan", i on traje 23 h, 56 min, 4,098903691 sec (86.164,098903691 sec.) srednjeg solarnog dana (UT1).
Ako gledamo Zemljinu rotaciju u odnosu na tačku prolećne ravnodnevice, („siderični dan"), to je 23 h, 56 m, 4,09053083288 sec UT1 (86.164,09053083288 sec.). Za 8,4 sec je kraća od zvezdanog dana.
Prema IERS, za period 1999-2005, prosečna godišnja dužina srednjeg solarnog dana varira između 0,3 ms i 1 ms.
Koga interesuje dalje, neka pročita moj text „Šta je prestupna sekunda" daj link na to
[2] Ovaj obim je za 59 km manji od referentnih 40.000 km.
[3] Brzina Beograda iznosi 329,1 m/s ili 1.184,76 km/h. Efekte rotacije na život, klimu i geografiju Zemlje možete pročitati u knjizi "molim te objasni mi",
Zbog uticaja Meseca, Zemljina rotacija polako usporava, ali neki događaji, kao što je zemljotres u Indijskom okeanu 2004. ubrzava Zemlju za oko 3 milisekunde.
[4] U Međunarodnom sistemu mera, ubrzanje se meri u m·s -2, ali se još uvek češće koristi CGS jedinica gal (1 gal = 1 cm·s -2), nazvana po Galileju, ili još češće miligal (1 mgal = 10 -3 gala = 10 -5 m·s -2).
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
