地球自转速度使重力加速度为零的计算
要解决这个问题,需要理解重力加速度和离心加速度的平衡关系。地球表面的重力加速度 ggg(约 9.8m/s29.8 \text{m/s}^29.8m/s2)主要由地球引力引起。当地球自转时,物体受到离心加速度 aca_cac 的影响,方向垂直于自转轴向外。在赤道上,离心加速度最大,因为自转半径 RRR(地球平均半径)最大。如果自转速度足够快,使离心加速度等于重力加速度 ggg,则表观重力加速度变为零(即物体处于失重状态)。
关键公式推导
设:
- ggg 为重力加速度(9.8m/s29.8 \text{m/s}^29.8m/s2),
- RRR 为地球半径(6.371×106m6.371 \times 10^6 \text{m}6.371×106m),
- ω\omegaω 为地球自转角速度(单位:rad/s\text{rad/s}rad/s)。
离心加速度公式为:
ac=ω2Ra_c = \omega^2 Rac

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