Frage:
Warum dreht sich die Atmosphäre mit der Erde?
claws
2010-11-22 08:51:56 UTC
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Now im isolating Atmosphere

Ich habe irgendwo über eine wirklich billige Art des Reisens gelesen: Luftballons verwenden, um uns von der Erdoberfläche zu entfernen. Die Idee war, dass wir nach einiger Zeit an einem anderen Ort landen können sollten, weil sich die Erde dreht. Wie wir alle wissen, passiert dies nicht.

Jemand sagte, dass der Grund dafür nicht darin besteht, dass sich die Atmosphäre (Luft, Wolken usw.) ebenfalls um die Erde dreht (mit demselben Winkel) Geschwindigkeit als Erdrotation). Da wir auch Teil der Atmosphäre sind, ändert sich unsere Position nicht relativ.

Nun, ich bin von dieser Antwort nicht überzeugt. Warum dreht sich die Atmosphäre mit der Erde? Die Gravitationskraft ist in Richtung Erdmittelpunkt gerichtet, aber ich sehe nicht, wie sie die Atmosphäre dreht.

Während Sie einige (richtige) Antworten darüber haben, wie die Luft der Erdrotation folgt, beeinflusst die Rotation selbst die Luftbewegung und erzeugt einige permanente West-Ost-Winde, wie die Jetstreams http://en.wikipedia.org/wiki / Jet_stream, der während des Zweiten Weltkriegs als "wirklich billige Art zu reisen" für japanische Bomben verwendet wurde
Ich stimme dem Gefühl der Frage zu, möchte jedoch darauf hinweisen, dass die Winde in alle Richtungen wehen und sich die Atmosphäre als solche nicht wirklich so dreht, wie Sie es anzunehmen scheinen.
Ich stimme nicht zu, dass sich die Atmosphäre aufgrund von Reibung mit der Erde dreht. Legen Sie einen Ball auf den Kopf eines Tennisschlägers ... bewegen Sie den Schläger nach links, der Ball rollt in die entgegengesetzte Richtung und bleibt relativ an der gleichen Stelle der Schwerkraft. Oder verwenden Sie einen Ball und ein Brett für das Experiment.
Wenn Sie es schaffen, die Atmosphärenbewegung anzuheben und nur entgegenzuwirken (Berücksichtigung der Atmosphärenrotation sowie der Weizenwind, auch im Zusammenhang mit der Erdrotation), werden Sie sehen, wie sich die Erde unter Ihnen dreht.Es ist ein Hubschrauber.
Sechs antworten:
Mark Eichenlaub
2010-11-22 09:18:48 UTC
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Die Atmosphäre dreht sich aus demselben Grund wie Sie mit der Erde.

Es ist keine Kraft erforderlich, um etwas in Gang zu bringen. Das ist ein Grundgesetz der Physik - dass sich etwas, das sich bewegt, nur dann weiterbewegt, wenn keine Kraft darauf ausgeübt wird.

Kraft wird benötigt, um etwas dazu zu bringen, seine Geschwindigkeit zu ändern oder seinen Bewegungspunkt in einem neuen zu setzen Richtung. Eine Streitmacht kann beides oder nur eines davon tun. Die meisten Kräfte tun beides, aber eine Kraft, die genau in die gleiche Richtung drückt, in die Sie bereits fahren, ändert nur Ihre Geschwindigkeit und nicht Ihre Richtung. Eine Kraft, die im rechten Winkel zu der Richtung drückt, in die Sie bereits fahren, ändert nur Ihre Richtung und erhöht die Geschwindigkeit nicht. Eine Kraft um "10 Uhr" ändert beispielsweise sowohl Ihre Geschwindigkeit als auch Ihre Richtung.

Wenn Sie auf der Erde still stehen, fahren Sie mit derselben Geschwindigkeit fort, aber Ihre Richtung ändert sich. zwischen Tag und Nacht bewegen Sie sich in entgegengesetzte Richtungen. Die auf Sie einwirkenden Kräfte müssen also im rechten Winkel zu Ihrer Bewegungsrichtung stehen. In der Tat sind sie. Ihre Bewegung erfolgt von West nach Ost entlang der Erdoberfläche, und die Schwerkraft zieht Sie zum Erdmittelpunkt hinunter - die Kraft und Ihre Bewegung stehen im rechten Winkel. Ähnliches gilt für die Atmosphäre. Es bewegt sich mit der Erde und mit konstanter Geschwindigkeit. Es braucht nichts, um es mit der Erde voranzutreiben. Da sich nur die Bewegungsrichtung ändert, benötigt es nur eine Kraft im rechten Winkel zu seiner Bewegung, genau wie Sie, und die Kraft, die die Arbeit erledigt, ist wieder die Schwerkraft.

Das ist nicht das ganze Bild , denn der Betrag, um den sich Ihre Bewegungsrichtung ändert, hängt davon ab, wie stark die rechtwinklige Kraft ist. Es stellt sich heraus, dass die Schwerkraft viel zu stark ist, als dass sich unsere Bewegungsrichtung ändert, wenn sich die Erde dreht. Es muss eine andere Kraft auf uns und die Atmosphäre geben, die den größten Teil der Schwerkraft aufhebt. Es gibt. Für mich ist es die Kraft des Stuhls auf meinem Hintern. Für die Atmosphäre ist es der Luftdruck.

Die Schwerkraft lässt die Luft also nicht rotieren. Die Luft geht bereits und die Schwerkraft ändert einfach ihre Richtung, um sie in einem Kreis zu ziehen.

Sie fragen sich vielleicht, warum die Luft nicht einfach da sitzt und die Erde sich darunter dreht. Eine Antwort darauf ist, dass dies aus unserer Sicht einen unglaublich starken Wind bedeuten würde. Dieser Wind würde in Sachen hineinlaufen und schließlich auf Null verlangsamt werden (das ist aus unserer Sicht - die Luft würde aus einer Sicht im Weltraum auf unsere Rotationsgeschwindigkeit "beschleunigen") und alles beobachten, was passiert. Sogar die Luft hoch oben würde sich irgendwann mit der Erde drehen, denn obwohl sie nicht in Berge oder Gebäude eindringen und nicht mehr blasen kann, kann sie aufgrund von Reibung in der Luft im Wesentlichen in die darunter liegende Luft "einschlagen". (Dies ist ein wenig überflüssig mit Dmckees Antwort; ich war auf halbem Weg fertig, als er mich bis zum Anschlag schlug)

Über das Luftdrehen - dies würde aufgrund der Luftviskosität auch für perfekt kugelförmige Erde funktionieren.
Eine Erwähnung der atmosphärischen Grenzschicht wäre im letzten Absatz relevant ...
Keine schlechte Antwort, aber wenn sich die Atmosphäre in eine Richtung bewegt, warum scheint es die gleiche Anstrengung zu erfordern, sich in der Luft in beide Richtungen zu bewegen?Wenn es sich gegen den Wind bewegt und sich die Erde darunter bewegt, sollte es sich bemerkbar machen wie gegen einen Whirlpool in einem Schwimmbad. Sie würden wahrscheinlich den Kraftunterschied bemerken - doch dieser Effekt scheint zu fehlen.
Entschuldigung, ich verstehe nicht, worauf sich das Pronomen "es" in Ihrer Frage bezieht.
Aber es gibt keine konstante Kraft, um die Luft zu bewegen, um der Geschwindigkeit der Erdoberfläche zu entsprechen. Es gibt eine Reibungskraft, aber diese Reibungskraft hebt sich durch eine andere Kraft auf, die die Atmosphäre wie eine Temperaturdifferenz driftet. Tatsächlich ist die Luft nur eine komprimierbare Flüssigkeit, die eine Schicht so unmöglich machtbeeinflusst andere Schicht, und die Atmosphäre der oberen Schicht benötigt mehr Drehmoment, damit sie über der darunter liegenden Schicht bleiben kann, aber es gibt dort oben kein zusätzliches Drehmoment, nur eine Reibungskraft, aber wie kann man komprimierbare Flüssigkeit durch Reibung alleine bewegen?
Die feste Masse der Erde ist nicht das Ganze.Die Flüssigkeit und das Gas sind ebenfalls Teil der Erdmasse und haben einen Impuls.Es ist Teil der sich drehenden Masse und muss vom Feststoff nicht auf Geschwindigkeit gebracht werden.Wirbelnde Urmaterie formt sich zu einem Planeten, lange nachdem diese Materie ihren anfänglichen Impuls erhalten hat, den sie bis heute beibehält.
Ich denke, dass diese Antwort für einen O'neill-Zylinder ähnlich wäre.Ich habe irgendwo gelesen, dass ein entsprechend großer O'neill-Zylinder aufgrund von Druckunterschieden Luftströme zwischen der Oberfläche und der Achse haben würde und dass sie zu einem Gleichgewicht kommen würden, so dass Sie an der Oberfläche nur eine leichte Brise spüren würden.Noch komplizierter wäre, wie die "künstliche Schwerkraft" Sie immer noch an die Oberfläche "fallen" lässt, wenn Sie sich in der Luft befinden (dh ein Segelflugzeug).
Ich denke, die Antwort könnte noch besser gemacht werden, wenn man den Kommentar von thorr18 hinzufügt.
jfs
2010-11-22 12:53:32 UTC
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Es gibt mindestens zwei Gründe:

  • Die an die Erdoberfläche angrenzende Luftschicht wird mitgeschleppt (in Ruhe).
  • Luft Viskosität - Dies könnte als Reibung zwischen verschiedenen Luftschichten angesehen werden. Obere Schichten werden von darunter liegenden Schichten getragen.

Wenn die Luft plötzlich anhalten würde, würde dies zu einer Windgeschwindigkeit von ~ 1500 km / h führen. Zum Vergleich: Die Winde des Hurrikans Katrina betrugen ~ 100 km / h. Es sagt uns, dass die Luftviskosität ausreichend groß ist, dass andere Effekte (z. B. wetterbedingt) ihre Bewegung relativ zur Erdoberfläche nicht dominieren

Wenn es jedoch nur durch Reibung verursacht wird, haben unterschiedliche Atmosphärenschichten unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten.Von der Erdoberfläche aus gesehen fliegt die Wolke nach Westen.
@MohammadFajar wäre es wahr, wenn sich die Erdrotation schnell beschleunigen würde (Tage werden viel kürzer / länger)
Die einzige Kraft, die in dieser Situation ausgeübt wurde, war die Reibungskraft unter den Schichten.Jede Schicht der Atmosphäre hat also die gleiche lineare Geschwindigkeit und setzt eine äußere Kraft frei, die vom Raum ausgeht.Wenn sie eine ähnliche Lineargeschwindigkeit haben, müssen sie eine andere Winkelgeschwindigkeit haben
@MohammadFajar Stellen Sie sich vor, Sie stehen auf einem Wolkenkratzer: Ihre "lineare" Geschwindigkeit und die Geschwindigkeit der Menschen am Boden sind unterschiedlich, aber keine Teile des Wolkenkratzers bewegen sich relativ zueinander.
aber der Wolkenkratzer ist ein starrer Körper, die Luft nicht.
https://www.google.co.id/search?safe=strict&biw=1366&bih=576&tbm=isch&sa=1&ei=bClTXJv4Isiw9QPSnZ_gAw&q=laminar+flow&oq=laminar+&gs_l=img.3.1.0j0i67j0l8.8386.9437..11205...0.0..0.592.2147.2-1j1j1j2......1....1..gws-wiz-img.DqdSz8yUsM8#imgrc=uvpdY5H6w9G0sM:
@MohammadFajar: Nehmen wir einfach an, ich weiß, dass die Luft kein starrer Körper ist.Versuchen Sie, meinen Kommentar unter Berücksichtigung zu interpretieren.Ich sehe den Punkt Ihrer Verbindung nicht ("laminare Strömung").
dmckee --- ex-moderator kitten
2010-11-22 09:05:42 UTC
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Reibungs-AKA-Windwiderstand.

Sie müssen versucht haben, bei starkem Wind zu stehen, oder Sie haben die Hand aus dem Fenster eines fahrenden Fahrzeugs gesteckt. Daraus können Sie die Kraft spüren, die sich bewegende Luft auf Objekte auf ihre Weise ausübt, und nach dem Newtonschen Reaktionsgesetz üben Dinge auf die Art und Weise eine gleiche Kraft aus, die dazu neigt, die Luft mit dem Boden in der Nähe auf Geschwindigkeit zu bringen.

Selbst wenn die Atmosphäre in Ruhe begonnen hätte, wäre sie längst auf den neuesten Stand gebracht worden.

Aber es fliegt ein Flugzeug über uns und zieht niemals die Luftschicht um sich herum, und diese Luftschicht zieht niemals die benachbarte Schicht, so dass Wind im Boden weht, weil Luft eine niedrige Viskosität hat
lanternarius
2010-12-07 03:43:02 UTC
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Wegen Reibung. Die Reibung zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre.

bhaskar
2011-11-24 10:47:45 UTC
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Alle Materie wird aufgrund der Gravitationskraft vom Erdmittelpunkt angezogen.

Luft ist ebenfalls Materie und wird in Richtung Erdmittelpunkt gezogen. Aufgrund dieser Kraft bewegt sie sich zusammen mit der Erde, wenn sie sich dreht. Der Ballon wird, selbst wenn er über die Erdoberfläche angehoben wird, immer noch zum Erdmittelpunkt hin angezogen und bewegt sich mit der Erde, wobei andere Kräfte wie Reibung usw. auf ihn einwirken.

a.krimizis
2012-04-17 18:38:23 UTC
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Die Atmosphäre dreht sich aufgrund der Reibung mit der Erde. Durch Reibung bewegen sich Moleküle, die mit dem Boden in Kontakt stehen. Die Reibung zwischen den Luftmolekülen (Luftviskosität) bewirkt, dass sich die oberen Moleküle bewegen.

Hinweis: Wenn wir uns nach Norden bewegen, wird die Luftwinkelgeschwindigkeit daher kleiner, weil die Erdwinkelgeschwindigkeit kleiner ist.

Gilt Ihre Analogie wirklich? Die Ausdehnung des Wassers um das Boot ist im Vergleich zur Größe des Bootes ziemlich groß. Die Atmosphäre ist relativ dünn und es gibt keine stagnierende Luft, oder?
Sie haben Recht, meine Analogie ist nicht genau, aber nein, weil das Boot im Verhältnis zum Wasser klein ist, sondern weil Meerwasser im Gegensatz zur Atmosphäre kein Ende hat. Die Winkelgeschwindigkeit der Atmosphäre ist dieselbe, aber die Geschwindigkeit nimmt mit dem Radius zu (wenn nicht wir könnten mit Luftballons reisen) ...


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