坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?
坐在凳子上轉凳子會頭暈,那剛好站在地球極點會不會被轉的懷疑人生啊?為什麼?
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我是題注,問這個問題讓我開始懷疑人生了,經知友提醒,這個問題跟「水在高空落下戶不會砸死人」這個問題有異曲同工之妙。
想匿會不會晚了
前置總結:不會。人類探測的是頭部角加速度的三個分量。地球旋轉速度很慢,數值上低於可探測的閾值*;但如果假想地球的旋轉速度很快,則頭部轉動,如點頭和搖頭,會導致眩暈——儘管身體隨地球旋轉,角加速度在各分量的投影在頭部轉動時會發生數值巨大的變化。
* 這裡需要引入人運動速度的限制,即排除頭部轉動本身的角加速度。換言之,日常的點頭搖頭過程中角加速度遠大於從赤道走向極點過程中地球轉動帶來的角加速度。
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其實目前的回答都拼起來就比較完整了。這道題既是生物問題也是物理問題——眩暈是生物體感受,但也得考慮清楚物理過程。
首先,在一定旋轉速度範圍內,對於旋轉運動本身,人體的旋轉感受系統(前庭半規管)感受的是角速度的變化(三個半規管分別探測三個方向的分量)。
限制旋轉速度範圍是必要的,一方面排除過高轉速時(向心)加速度的其他副作用(例如,轉速極高時體內血壓分布肯定會變);另一方面神經系統對加速度的反應範圍也是有上限,超過上限的加速度不會引起更強的旋轉感。
在此範圍內,我們可以考察一些不同的實驗設定。
設定一
題主坐在地球自轉軸的頂點並保持全身穩定不動(不可以點頭搖頭,脖子扭扭屁股扭扭也不可以),並忽略到達極點的前後過程:想像把真空中的球型旋轉中題主放置在同角速度旋轉的地球上。此時,只要轉速不引起其他不適,題主的確不會感受到旋轉或眩暈,因為沒有角加速度。
這一現象類似於飛行員在轉向時會迅速適應旋轉而無法靠感覺探測轉向過程,而必須依賴儀器指示。如果在能見度低時單憑感覺操縱飛行器,就有陷入「死亡螺旋」和「死亡旋轉」的風險:飛行員無法感知旋轉,結果飛行器旋轉/螺旋下降直至墜毀。
圖片來源:FAA http://www.faa.gov/library/manuals/aviation/pilot_handbook/
設定二
題主從地球的其他地方向極地行走的過程:此時地球的轉速就十分重要了。在我們的每天轉一圈的地球,考慮行走或普通交通工具,角速度的變化幅度遠小於人類可以檢測的程度(探測閾值根據實驗條件的不同,約為0.5~2 degree/s^2)。這也是為什麼高票答案部分正確的原因。
需要注意,即使在赤道沿地球自轉方向的角速度也是每天一圈;考慮到人類通常正立於地表,從赤道走到北極發生的變化是水平方向的角速度從零增加到1rev/d, 而左右方向的角速度從1rev/d減少到零。當然由於三個半規管的朝向並不是水平/豎直,每個半規管方向的角速度都會發生變化(如下圖)。
可以想像,如果地球轉速和/或題主的移動速度加快,那麼這一過程中的角加速度是可以被探測到的。
設定三
題主已經站在北極,但是扭了扭頭,或者伸出手。一方面,和設定二中相同,任何頭部姿態的改變都會使各半規管探測到角加速度。在正常情況下這是我們感受到頭部方向改變的重要機制;當地球供給的水平方向轉速為 1rev/d 時可以忽略;當水平轉速很大時,就不能忽略了——抬起頭時各半規管都體驗到遠大於抬頭動作本身引起的角加速度,肯定會暈。
另一方面,轉速過大時必須考慮轉動慣性的影響。例如,題主想做廣播體操,向兩側抬起了雙手。這時由於手部力矩增大,手臂末端的轉速會低於軀幹(這裡假設通過穩定的雙腳從地面獲得大致不變的轉速),從而一隻手向前、一隻手向後移動。速度太快的話,恐怕還會打到自己——這種情況下,可能果真會被轉的懷疑人生?
擴展閱讀
關於人體對加速度的感知,知乎上的相關回答:
整個身體順時針轉5圈眩暈後,再逆時針旋轉5圈能不能抵消掉眩暈? @Owl of Minerva 的回答
人體是如何感知加速度的? @雲銷雨霽 的回答
如果椅子一秒鐘轉動一圈,那麼周期是T=1s,角速度與周期的關係是 ,於是椅子的自轉角速度 ,即每秒轉動360度。
地球自轉周期是T=24h=86400s,於是自轉角速度 ,即每小時轉15度角,是椅子的1/86400, 因此在北極點不會有頭暈的感覺。
如果地球轉的跟椅子一樣快,每秒種一圈,那麼站在北極上的確會懷疑人生。
不過,地球的密度只有 ,當地球自轉周期達到T=5077s,也就是 時,地球上的物體就會飛向宇宙,地球會瓦解。只有中子星白矮星那樣密度達到 的星球,才能夠在不飛散的情況下一秒鐘旋轉一周。
所以結論是:在地球北極不會有什麼感覺,但是在白矮星北極會。不過當你接近白矮星時,巨大的引力差將不給你留下懷疑人生的時間。
那啥←_←
一天86400秒
地球差不多才轉一圈
角速度差不多7.27×10^-5 rad/s
我想你大概應該是感覺不到的
但是假如你在赤道就不一樣了⊙ω⊙
地球半徑約6400km
赤道周長約4×10^7m
也就是說你在赤道的線速度大約是465m/s
換算後1674km/h,已經超音速了
勇敢者轉盤才10m/s的線速度
然而你頂多會感覺你變得稍微輕了一點←_←
當然一般是感覺不到的
題主,地球自轉一周是多久?你可以大聲的喊出來的。
評論區里賣萌那是幾個意思?
大夥夠了沒?沒有就繼續( 。? ??)
我不介意評論比贊多,來吧( ̄ε ̄@)發現這些回答者,都讓這個物理老師帶跑偏了。
實際上他說的並不是問題的正確回答。
人在北極不會轉暈的原因,不是因為地球轉的不夠快。
即使你在一顆中子星上真的能夠生存很久,你也不會被轉暈。
因為你會隨著中子星旋轉。
人感知眩暈靠的是視覺參照物,和耳朵里的重力平衡器官。
你在椅子上旋轉暈,那是因為你看到了周圍環境在快速移動,並且你的平衡器官和地球發生了相對運動。
但如果你所在的星球整體發生運動,你們沒有相對運動,你是感覺不出來暈的。
所以就算地球轉速提高,你站在北極,看著周圍的山峰,也絲毫不會感覺到眩暈。
我們在來想一下日常的情況,你自己原地轉圈,然後突然停下,閉上眼,是不是還會感到眩暈。
實際上控制人眩暈感受的,最主要的還是人耳蝸後的平衡器官。眼睛還是次要的。
想像一下,平衡器官就像一個氣球里有一顆塑料珠子,當你相對地球不動時,珠子因為自身重力的原因,會落在氣球底部。你就覺得感受很正常。
當你在地球上自己轉起來時,珠子就會在氣球的腰部滾動。你就感覺眩暈。失去平衡。
可地球本身的轉動並不會引起珠子的運動軌跡的改變,珠子只會一直按照重力的方向落在底部。
因為珠子早就和地球形成一個系統了。
就事論事的討論我是很願意的。但那些說答主民科,初中生沒文化之類的回復我會直接刪除。這不是討論問題的態度。
並且我是什麼水平,和我討論的事情並沒有任何關係。這樣基本的邏輯大家應該都能想的明白,就事論事。
還有語言邏輯性都沒有的回復我也不會搭理。
我睡一覺都能翻三個來回,一天轉一圈會暈嗎?
想在極點轉暈,赤道上的老弟們先灰走(pu gai)啦,哪用什麼公式。
一天才轉360° 怎麼會懷疑人生呀。
這個問題先要搞清楚人為什麼會暈。
其實,這種現象與我們的眼睛(視覺)有很大關係的,當人體處在快速移動的環境中或者是眼前有物體快速運動時,我們內耳裡面的平衡器可能受到刺激(失去平衡的感覺),產生的神經衝動會讓我們感覺到暈,嚴重時還會嘔吐,暈車就是這個原因。
為什麼一般人停止了轉動仍然要暈呢? 在人的內耳中有一種稱為外淋巴的液體,與它一起的還有一些極細的感覺細胞,被稱為纖毛。纖毛在靜止狀態下是筆直豎立的。當人在旋轉的時候,液體的外淋巴也會旋轉,帶動了纖毛順著旋轉的方向彎曲,就像海底的水草受海流影響而發生傾斜那樣。纖毛彎曲讓人產生眩暈的感覺。當轉動的身體停下來後,在慣性的作用下,外淋巴暫時停不下來,仍然要兜著圈子打旋片刻。要待外淋巴停止下來,纖毛才能重新豎立起來。這一時間上的滯後,就是身體停止了旋轉仍然感到天旋地轉的原因。
在極點上懷疑人生,在赤道上看太陽走馬燈。
在月球上瞬間爆炸。。
看了那麼多回答都在爭論角速度和相對運動這些事情。我覺得都不對。
這其實不是角速度的問題,而是一個角加速度的問題。我們感受到暈要麼是一開始的時候要麼是停下來的時候。
只要你的平衡感受器不相對你的腦袋有加速度就不會暈。所以結論是無論地球轉多快,椅子轉多快,只要是轉速不改變是不會感受到暈的。
你會冷的懷疑人生
無論轉多快都不會暈
用下面這個容器模仿半規管
容器里充滿液體,然后里面那兩個板和容器外殼固定,容器以恆定的角速度繞X軸(星球的自轉軸)旋轉。很長時間之後,系統里每個原子都將以相同的恆定角速度繞X軸轉動,即容器內部液體將相對容器靜止,液體對兩塊板面施加的合力為0。
站在半規管的角度就是,半規管內液體相對半規管靜止,即相對半規管不流動,半規管里的絨毛(那兩塊板)不會被波動,從生物學角度來看就不會產生暈的感覺。
所以只要角速度不變,閉上眼睛轉到懷疑人生都不會產生平常轉圈那種暈。我認為這個問題應該加上的是生物學的標籤。之前有一位答主分析得很好,人暈不暈跟轉速沒直接關係,跟參照物才是直接關係吧。
因為地球轉太慢啊。
那個說平衡感知器的朋友,如果在你的身邊播放立體高速旋轉的景象,您坐那不動,一樣會暈的。
玩遊戲會有三d眩暈症,那就是純粹是由視覺引起的。與那個平衡小球一毛錢關係都沒有。
題主這個問題應該從物理角度回答。在我讀高中的時候自認為聰明的給老師提了個問,我們在火車上跳起來落下的時候我們會落在原點嗎?老師馬上回答回,我接著問,人跳起來的時候,火車在動,人是在空中,當人落下的時候火車前進了,人沒有理由落在原點啊。嗯,然後老師想了會說從理論上說不會完全落在原點,如果火車這個時候顛簸了一下,你落下的時候會摔倒。
接下來我傻啦吧唧繼續自作聰明的問,那我們在地上跳起來,落下來的時候那也應該不在原點咯。因為地球在轉動啊。
然後...然後我被物理書狠狠的扇了一把。
題主知道為什麼嗎?對於我這種鑽牛角尖並且自以為是什麼都不懂的人老師懶得解釋。
反對高票答案,地球轉動角速度低並不是問題的關鍵。
站在一個比我們不知道大到哪裡去的星球上,我們需要在星球不動的參照系中處理問題,也就是隨星球轉動的非慣性系。忽略星球的進動,在這個參照系中有離心力和科氏力,其中離心力只與你在星球上的位置有關,科氏力只與你的速度有關。離心力實際上等效於一個附加引力場,科氏力由於你站著不動暫且忽略。對於地球這樣的岩石星球來講,其表面是近似的等勢面,所以你只會發現不同地區的重力不等,但重力仍然是垂直於表面的。對於球形的剛體星球,你也只會覺得腳下的地面是傾斜的,而不會懷疑這是離心力的作用。
周圍的所有景物都是相對你靜止的,除去星空之外,你唯一能感受到旋轉的途徑就是由於你身體尺寸造成的離心力不均勻。你大概會感覺自己的身體在向四周膨脹。所有這些效果都是不會改變的,不經過分析你甚至不會發現你在隨著星球高速轉動。
所以,如果星球整體高速旋轉,你的視覺和平衡感受器會收到完全同步的信息,不會產生眩暈感。但是當你仰望星空的時候,看到瘋狂轉動的星星,你有可能會懷疑人生。
你的物理老師此刻估計要懷疑人生了
一天轉一圈,暈個屁
你現在就在地球上轉,其實你還繞著銀河系中心的黑洞以極好的速度公轉呢 。。。。。
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