被淹没的城市
如果地球是一个标准的圆球体,在地球表面任何一点的重力方向都指向地心,同时地面的支持力也会指向与重力完全相反的方向。随着地球的自转,圆周运动的旋转加速度会产生一个与纬度面平行的惯性力f,因此海水会被这个力带到赤道附近。
水在旋转圆球体表面会朝赤道移动
但是地球并非完全规则的圆球,它实际上是一个“两极稍扁、赤道略鼓的”椭球体。这意味着只要海水不在赤道或两极,它受到的支持力与重力并不重叠,而是呈现一个倾向两极的夹角,这个夹角会产生一个合力,将海水向两极方向拉。
椭球体表面重力与支持力会形成一个指向极点的合力
由于重力G与支持力N的合力与旋转造成的惯性力f相抵消,所以海水总体上处于势能平衡的状态,它既不会流向北极,也不会因为离心运动而全部涌向赤道。
地球是一个旋转的椭球体
正确理解角速度与线速度的关系当听说“坐地日行八万里”、“呆在家里超音速”时,你是不是觉得很惊讶?确实,我们跟随着地球一起转动,根本就没感觉到它转得这么快。实际上如果你跳出地球,站在太阳系的角度来看它,就会发现其实地球转得并不快,它一个小时才转15°,一天才转一圈。
地球表面大部分地区自转线速度很快,南北纬40°以内的地区甚至超过音速,这主要是因为地球很大,它的平均半径达到6371公里,即便24小时转一圈,它表面的速度也会很快。
但要是一桶水24小时才转一圈,水面会发生什么变化?几乎不变,对吧!