2018-03-03
Как влияет вращение Земли на вес тела у экватора?
Решение:
Если отнести движение тела к системе неподвижных звезд, то на тело, покоящееся относительно Земли на широте $0 < \phi < 90^{ \circ}$ (рис.), но вращающееся вместе с Землей вокруг ее полярной оси, будут действовать сила тяжести $F$ и реакция опоры $Q$. Благодаря вращению Земли геометрическая сумма этих сил не равна нулю, $\vec{F} + \vec{Q} = \vec{F}_{цс} \neq 0$, но выполняет роль центростремительной силы $F_{цс}$, удерживающей тело в данной точке поверхности Земли. По 3-му закону Ньютона на опору будет действовать сила $\vec{P} = - \vec{Q} = \vec{F} - \vec{F}_{цс}$, что и будет весом тела Итак,, на широте $\phi$ вес тела равен геометрической разности сил тяжести и центростремительной.
На полюсе центростремительная сила, пропорциональная радиусу $R$ круга широты, обращается в нуль, так что $Q = - F$. Тогда приложенный к опоре вес $P = - Q = F$, т. е. на полюсе вес тела численно равен силе тяжести и направлен в ту же сторону, что и последняя.
На экваторе центростремительная сила численно будет равна разности $F - Q = F_{цс}$, а вес $P = -Q = F$, т. е. на экваторе вес равен разности центростремительной силы и силы тяжести.