Question:
Pourquoi l'atmosphère tourne-t-elle avec la terre?
claws
2010-11-22 08:51:56 UTC
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Now im isolating Atmosphere

Je lisais quelque part sur une façon vraiment bon marché de voyager: utiliser des ballons pour nous éloigner de la surface de la terre. L'idée était que, parce que la terre tourne, nous devrions pouvoir atterrir dans un endroit différent après un certain temps. Comme nous le savons tous, cela ne se produit pas.

Quelqu'un a dit que la raison pour laquelle cela ne se produit pas est que l'atmosphère (air, nuages, etc.) tourne également autour de la terre (avec le même angle vitesse de rotation de la Terre). Puisque nous faisons également partie de l'atmosphère, notre position ne change pas relativement.

Eh bien, je ne suis pas convaincu par cette réponse. Pourquoi l'atmosphère tourne-t-elle avec la terre? La force gravitationnelle est dirigée vers le centre de la terre, mais je ne vois pas comment elle fait tourner l'atmosphère.

Bien que vous ayez quelques (bonnes) réponses sur ce qui fait que l'air suit la rotation de la Terre, la rotation elle-même influence le mouvement de l'air et crée des vents permanents d'ouest-est, comme les courants-jets http://en.wikipedia.org/wiki / Jet_stream, qui a été utilisé comme "moyen de transport vraiment bon marché" pour les bombes japonaises pendant la Seconde Guerre mondiale
Je suis d'accord avec le sentiment de la question, mais je voudrais souligner que les vents soufflent dans toutes les directions et que, par conséquent, l'atmosphère ne tourne pas vraiment comme vous semblez le supposer.
Je ne suis pas d'accord pour dire que l'atmosphère tourne avec la terre à cause du frottement. Placez une balle sur la tête d'une raquette de tennis ... déplacez la raquette vers la gauche, la balle roule dans la direction opposée et reste relativement au même endroit de l'attraction gravitationnelle. Ou utilisez une balle et une planche pour l'expérience.
En fait, si vous parvenez à soulever et à contrer simplement le mouvement de l'atmosphère (compte tenu de la rotation de l'atmosphère ainsi que des vents de trappeur, également liés à la rotation de la terre), vous verrez la terre tourner sous vous.C'est un hélicoptère.
Six réponses:
#1
+86
Mark Eichenlaub
2010-11-22 09:18:48 UTC
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L'atmosphère tourne avec la Terre pour la même raison que vous.

La force n'est pas nécessaire pour faire avancer quelque chose. C'est une loi fondamentale de la physique - qu'une chose qui bouge continuera simplement à bouger s'il n'y a pas de force dessus.

La force est nécessaire soit pour faire changer quelque chose sa vitesse, soit pour faire son mouvement dans un nouveau direction. Une force peut faire les deux ou juste l'un d'entre eux. La plupart des forces font les deux, mais une force qui pousse exactement dans la même direction que vous allez déjà ne fait que changer votre vitesse et ne change pas votre direction. Une force qui pousse à angle droit par rapport à la direction dans laquelle vous allez déjà ne fait que changer votre direction et n'ajoute aucune vitesse. Une force à "10 heures", par exemple, modifiera à la fois votre vitesse et votre direction.

En vous arrêtant sur Terre, vous continuez à aller à la même vitesse, mais votre direction change; entre le jour et la nuit, vous vous déplacez dans des directions opposées. Les forces sur vous doivent donc être à angle droit par rapport à votre direction de mouvement. En effet, ils le sont. Votre mouvement est d'ouest en est le long de la surface de la Terre, et la force de gravité vous tire vers le centre de la Terre - la force et votre mouvement sont à angle droit. De même pour l'atmosphère. Il se déplace avec la Terre et se déplace à une vitesse constante. Il n'a besoin de rien pour le pousser avec la Terre. Comme seule sa direction de mouvement change, il n'a besoin que d'une force à angle droit par rapport à son mouvement, la même que vous, et la force qui fait le travail est à nouveau la gravité.

Ce n'est pas tout l'image , car la quantité de changement de votre direction de mouvement dépend de la force de la force à angle droit. Il s'avère que la gravité est beaucoup trop forte pour combien notre direction de mouvement change lorsque la Terre tourne. Il doit y avoir une autre force sur nous et sur l'atmosphère annulant la majeure partie de la gravité. Il y a. Pour moi, c'est la force de la chaise sur mes fesses. Pour l'atmosphère, c'est la pression atmosphérique.

La gravité ne "fait donc pas tourner l'air". L'air part déjà et la gravité change simplement de direction pour l'entraîner en cercle.

Vous vous demandez peut-être pourquoi l'air ne se contente pas de rester là et de faire tourner la Terre en dessous. Une réponse à cela est que, de notre point de vue, cela signifierait un vent incroyablement fort tout le temps. Ce vent se heurterait à des trucs et finirait par être ralenti à zéro (c'est de notre point de vue - l'air "accélérerait" jusqu'à notre vitesse de rotation d'un point de vue dans l'espace en regardant tout se passer). Même l'air en hauteur finirait par tourner avec la Terre car bien qu'il ne puisse pas percuter les montagnes ou les bâtiments et être empêché de souffler, il peut essentiellement "percuter" l'air en dessous en raison de la friction dans l'air. (C'est un peu redondant avec la réponse de dmckee; j'étais à mi-chemin quand il m'a battu au coup de poing)

À propos de la rotation de l'air - cela fonctionnerait également pour une Terre parfaitement sphérique en raison de la viscosité de l'air.
Une mention de la couche limite atmosphérique serait pertinente dans le dernier paragraphe ...
Ce n'est pas une mauvaise réponse, mais si l'atmosphère se déplace dans une seule direction, pourquoi semble-t-il demander le même effort pour se déplacer dans les deux sens dans l'air?S'il se déplace contre le vent et que la terre bouge en dessous, cela devrait être perceptible comme aller contre un tourbillon dans une piscine, vous remarquerez probablement le différentiel de force - mais cet effet semble manquer.
Désolé, je ne comprends pas à quoi fait référence le pronom «il» dans votre question.
Mais il n'y a pas de force constante pour déplacer l'air pour correspondre à la vitesse de la surface de la terre, il y a une force de frottement mais cette force de frottement s'annule par une autre force qui dérive dans l'atmosphère comme une différence de température, en fait l'air juste un fluide compressible donc impossible une coucheinfluencé une autre couche, et l'atmosphère de la couche supérieure a besoin de plus de couple pour pouvoir rester au-dessus de la couche sous-jacente, mais il n'y a pas de couple supplémentaire là-haut, juste une force de frottement, mais comment déplacer le fluide compressible par friction Seul?
La masse solide de la Terre n'est pas le tout.Le liquide et le gaz font également partie de la masse terrestre et ont un élan.Il fait partie de la masse en rotation et n'a pas besoin d'être tiré vers le haut par le solide.La matière primordiale tourbillonnante se forme dans une planète longtemps après que la matière ait obtenu son élan initial, qu'elle conserve à ce jour.
Je pense que cette réponse serait similaire pour un cylindre O'neill.J'ai lu quelque part qu'un cylindre O'neill de taille appropriée aurait des courants d'air entre la surface et l'axe en raison des différences de pression et qu'ils parviendraient à un équilibre de sorte qu'en surface, vous ne ressentiez qu'une légère brise.Encore plus compliqué serait la façon dont la "gravité artificielle" vous fait toujours "tomber" à la surface lorsque vous êtes dans les airs (c'est-à-dire un planeur).
Je pense que la réponse pourrait être encore meilleure en ajoutant le commentaire de thorr18.
#2
+30
jfs
2010-11-22 12:53:32 UTC
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Il y a au moins deux raisons:

  • la couche d'air adjacente à la surface de la Terre est entraînée avec elle (étant au repos avec elle).
  • air viscosité - cela pourrait être considéré comme un frottement entre différentes couches d'air. Les couches supérieures sont entraînées par les couches sous-jacentes.

Si l’air s’arrêtait soudainement, il en résulterait une vitesse du vent de ~ 1500 km / h. À titre de comparaison, les vents de l'ouragan Katrina étaient ~ 100 km / h. Cela nous dit que la viscosité de l'air est suffisamment grande pour que d'autres effets (par exemple, liés aux conditions météorologiques) ne dominent pas son mouvement par rapport à la surface de la Terre.

Mais si elle est causée uniquement par le frottement, alors différentes couches d'atmosphère ont une vitesse angulaire différente.Ainsi, vu de la surface de la terre, le nuage s'envolera vers l'ouest.
@MohammadFajar ce serait vrai si la rotation de la Terre s'accélérait rapidement (les jours devenant beaucoup plus courts / plus longs)
La seule force appliquée dans cette situation était la force de friction sous les couches.Ainsi, chaque couche d'atmosphère a une même vitesse linéaire, libérant une force externe donnée depuis l'espace.S'ils ont une vitesse linéaire similaire, ils doivent avoir une vitesse angulaire différente
@MohammadFajar Imaginez que vous vous tenez sur un gratte-ciel: votre vitesse "linéaire" et la vitesse des personnes au sol sont différentes mais aucune partie du gratte-ciel ne bouge l'une par rapport à l'autre.
mais le gratte-ciel est un corps rigide, l'air ne l'est pas.
https://www.google.co.id/search?safe=strict&biw=1366&bih=576&tbm=isch&sa=1&ei=bClTXJv4Isiw9QPSnZ_gAw&q=laminar+flow&oq=laminar+&gs_l=img.3.1.0j0i67j0l8.8386.9437..11205...0.0..0.592.2147.2-1j1j1j2......1....1..gws-wiz-img.DqdSz8yUsM8#imgrc=uvpdY5H6w9G0sM:
@MohammadFajar: supposons simplement que je sais que l'air n'est pas un corps rigide.Essayez d'interpréter mon commentaire en gardant cela à l'esprit.Je ne vois pas le point de votre lien ("flux laminaire").
#3
+25
dmckee --- ex-moderator kitten
2010-11-22 09:05:42 UTC
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Friction AKA résistance au vent.

Vous devez avoir essayé de vous tenir debout dans un vent fort ou vous avoir coincé en donnant la vitre d'un véhicule roulant. À partir de là, vous pouvez sentir la force que l'air en mouvement exerce sur les objets sur son chemin, et par la loi de réaction de Newton, les choses exercent de la même manière une force égale tendant à déplacer l'air à la vitesse du sol près de lui.

Même si l'atmosphère commençait au repos, elle aurait depuis longtemps été remise à niveau.

Mais il y a un avion volant au-dessus de nous et ne traîne jamais la couche d'air autour de lui, et cette couche d'air ne traîne jamais la couche adjacente donc il y a un vent dans le sol, car l'air a une faible viscosité
#4
+3
lanternarius
2010-12-07 03:43:02 UTC
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À cause de la friction. La friction entre la surface de la terre et l'atmosphère.

#5
+3
bhaskar
2011-11-24 10:47:45 UTC
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Toute la matière est attirée vers le centre de la Terre en raison de la force gravitationnelle.

L'air est aussi matière, et il est tiré vers le centre de la Terre, et en raison de cette force, il se déplace avec la Terre quand elle (la Terre) tourne. Le ballon, même lorsqu'il est soulevé au-dessus de la surface de la Terre, est toujours attiré vers le centre de la Terre et se déplace avec la Terre, soumis à d'autres forces appliquées dessus comme le frottement, etc.

#6
+1
a.krimizis
2012-04-17 18:38:23 UTC
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L'atmosphère tourne avec la Terre en raison de la friction. La friction fait bouger les molécules en contact avec le sol. Le frottement entre les molécules d'air (viscosité de l'air) fait bouger les molécules supérieures.

Remarque: c'est pourquoi, lorsque nous nous déplaçons vers le nord, la vitesse angulaire de l'air devient plus petite car la vitesse angulaire de la Terre est plus petite.

Votre analogie tient-elle vraiment? L'étendue de l'eau autour du bateau est assez grande par rapport à la taille du bateau. L'atmosphère est une couche relativement mince et il n'y a pas d'air stagnant qui l'entoure, non?
tu as raison, mon analogie n'est pas exacte mais non parce que le bateau est petit par rapport à l'eau mais parce que l'eau de mer n'a pas de fin contrairement à l'atmosphère qui l'a.La vitesse angulaire de l'atmosphère est la même mais la vitesse augmente avec le rayon (si pas nous pourrions voyager avec des ballons) ...


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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