@ 2014.01.30 , 15:05

一张图告诉你地球表面各点的自转速度有多快

不知道你有没有思考过这样一个问题:我究竟以什么样的速度沿着地球自转轴旋转呢?或许你没有那么无聊,不管你想或是不想,反正我已经给出答案了。下图为我们形象地描绘了地球表面上个维度点沿地球自转的切向速度(没有将绕太阳的速度考虑在内)。切向速度(线速度)是一个速度矢量,它与地球表面相切,并且与纬度所在的圆处于同一个平面。

我已经描绘出了沿着x轴的分速度,尽管这样是不合惯例的,但是这样子做以后,就会让背景的地图沿着传统的向北的方向放置。如果你不知道你所在地区的纬度,你就可以在地图上把它找到,然后沿着水平线与曲线交叉即可。对于科学家和非美国读者来说,很抱歉这里的速度是每小时的英里数。我把速度从千米每小时转换过来是因为这篇文章的大多数读者是美国人。

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那些记得三角函数的一些读者会发现这张图片只是简单的cos三角函数的转化。因为我已经转换了坐标轴,它就可以用cos反射出y=x,如果没有范围限制的话就可以用arccos来计算,这样就可以在x轴下方作图描绘。

虽然这是一个估计,但是为了让它变得尽可能准确,我使用了恒星日的时间(23小时56分钟4秒)也就是地球旋转360度的时间。因为地球是一个扁平的球体而不是一个正球体,当计算切向速度的时候,我使用了不同的半径来替代不同的纬度。地球两极的半径是3950英里,赤道的半径是3963英里。我通过线性的代入计算,粗略的估计其他纬度的半径。尽管如此,对曲线并没有明显的影响。使用地球的平均半径(3959英里)作为常数,对全球切向速度的影响不到1英里每小时。同样地,地球的地势在这种精度下也是不重要的,因为一个山峰和海底的差异与地球的半径相比是微不足道的。假设珠穆朗玛峰的顶峰(基准线上5.5英里)和马里亚纳海沟的最深部分(基准线下6.8英里)都位于赤道,那么由于这12.3英里的海拔差距而引起的切向速度的差距将只有3英里每小时,或者说小于赤道切向速度(1040英里每小时)的三百分之一。本文译自 tumblr,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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