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什么时候我们绕太阳运动得更快

巴黎的一份报纸,有一次刊登过这样一则广告:

每个人只要付25生丁(法国的一种旧式货币单位,100生丁相当于1法郎),就可以实现一次经济实惠且非常舒适的旅行。

广告一经刊登,果然有人按要求寄去了25生丁。没过多久,寄出钱的人收到了回信,信中是这样说的:

先生,请记住并按照我说的做:我们的地球是在旋转着的,巴黎位于北纬49度,您安静地躺在床上,一昼夜就可以运行2.5万千米。当然了,如果您想看一下沿途的美好风景,请您拉开窗帘,尽情地欣赏窗外的星空吧!

刊登广告的人最终被以欺诈罪起诉到法院,他听完宣判并支付了所有的罚金后,戏剧般地站了起来,引用伽利略的话为自己辩解:

“可是,不管怎么说,它真真切切地走了那么远啊!”

从某种意义上来说,这位被告人确实没错。人生活在地球上,就是在不停地围绕着地轴“旅行”,还被地球带着以更快的速度围绕着太阳转动。每天,地球带着生活在它上面的所有生物,绕着地轴旋转,每秒钟行进30千米。

说到这儿,我们不禁要提出一个更有意思的问题:什么时候我们绕太阳运动得更快一些?是白天还是晚上呢?

这可能会让一些人感到困惑:如果地球的一面是白天,那么另一面就是夜晚。既然如此,那么上述的问题听起来似乎就没有什么意义了。从表面上看,确实没什么意义,但实际上事情并不是这么简单的。

要知道,我们问的不是整个地球什么时候转得快一些,而是生活在地球上的居民,在什么时候运动的速度更快?在这样的前提下,这个问题就不再是没意义的了。在太阳系中,我们每天都在进行两项运动:绕着太阳公转,同时围绕地轴自转。两项运动叠加起来,结果就不尽相同了,还得看我们是位于地球白天的半球,还是晚上的半球。

图5 地球绕太阳旋转

如图5所示,午夜的时候,地球自转的方向和公转前进的方向相同,两个速度要相加;到了正午的时候,地球自转的方向和公转前进的方向相反,实际速度就要用公转速度减去地球自转的速度。因此,在太阳系里,我们在午夜时的运动速度要比正午时的运动速度快。

在赤道上,每个点每秒钟运动0.5千米,这就是说,在赤道地带的物体,正午和午夜的运动速度每秒钟可以相差1千米。对于在纬度60度上的圣彼得堡居民来说,他们午夜时运动的速度比正午时运动的速度每秒要快0.5千米,速度差只有赤道地带的一半。这一点,只要学过几何的人,都能计算出来。 ts9O0yhrXtZ6X2tCZYNSvC/orlKz8Bsmiob5x9qLMxwIKUvwZIyjKqAl9pViJOi4

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