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地球重達 6 億億億公斤,它不停轉動 45 億年,動力來自哪裡?

2021-11-18由 獨迷i 發表于 歷史

在地球上,如果沒有動力來源,沒有什麼機器可以一直轉動下去,最終總會停止下來。然而,對於地球本身,它的質量重達6億億億公斤(6×10^24 kg),它自45億年前形成以來,一直在繞地軸自轉和繞太陽公轉。那麼,地球持續轉動的動力來源是什麼?難道地球是永動機?

逐一解惑:

在地球上,如果沒有動力來源,沒有什麼機器可以一直轉動下去。

那是因為在地球上摩擦力無法避免,物體運動一定會受到阻力。

最終總會停止下來。

值得一提的是,自轉也會受到阻力,月球一開始也是有較快自轉的,地球上能看到月球在旋轉,但現在已經看不到了。今天月球已經被地球潮汐鎖定,一面永遠朝向地球。如果地月系能在紅巨星爆發中倖存,若干年後地球也會被月球潮汐鎖定。如果我們失去了月亮,地球最終將被太陽潮汐鎖定。

然而,對於地球本身,它的質量重達6億億億公斤(6×10^24 kg),

質量越大,慣性越大(加速度等於阻力除以質量)越不容易停下來。

它自45億年前形成以來,

是46億年前,所以問題的關鍵就在於地球是怎麼形成的。

一直在繞地軸自轉和繞太陽公轉。

是的,但是自轉速度一直在變慢。地球形成初期,一天大約8小時;6。2億年前,一天21。9小時;1億年之後,地球的一天會有25小時。地球自轉變慢的速度大過很多人想象:目前約為每年0。7毫秒(不是一個常數)。

人類不得不透過閏秒來讓世界時間和地球自轉同步(+1s),目前,全球已經進行了27次閏秒。

那麼,地球持續轉動的動力來源是什麼?

自轉球體上的每個點都在做勻速圓周運動,維持自轉或公轉運動的力都是向心力,由萬有引力提供。當然,向心力不做功,不發生能量轉換(橢圓公轉軌道會有勢能和動能的週期轉換)。

如果題主問的是地球一開始為什麼會轉動(所謂的第一推動力),這來源於太陽系初期形成地球的碎片本身就帶有角速度和線速度,我們在初中物理就知道能量守恆,地球當然會繼承這些碎片速度的向量和(抵消的部分轉為了內能)。還可以繼續追問碎片的能量來源:來自於上一代超新星爆發時毀天滅地的能量。

難道地球是永動機?

這是對永動機是有什麼誤解?永動機是需要不斷對外做功的,能夠產生源源不斷的能量。地球的動能從始至終都沒增加過,況且自轉還在不斷變慢。

根據地球目前的自轉公轉速度,我們還可以估算地球的自轉動能:2。6e29 J;和地球的公轉動能:27e32 J。這點能量放在太陽系就是個弟弟。不計入紅巨星爆發,太陽一生僅依靠核聚變就能輸出1。1×10⁴⁴ J的能量。

地球重達 6 億億億公斤,它不停轉動 45 億年,動力來自哪裡?

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