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Detect Earth’s rotation using your smartphone

 豫见物理 2021-09-23

法国佩皮尼昂圣艾修伯里中学的JulienVandermarlière 2021年在《The Physics Teacher》杂志上以《Detect Earth's rotation using your smartphone》为题撰文指出:他们利用一部智能手机证实了地球的自转。

众所周知,重力加速度的数值随着纬度的变化而变化,这主要是由于地球自转产生的离心作用导致的。他们在文中提出了一种可用于检测地球自转效果的简单方法。即在长途旅途中使用智能手机测量不同纬度下的重力加速度值。

1672年,一位法国天文学家被派往卡宴(法属圭亚那)研究火星行星的视差。在这次旅行中,他注意到在赤道附近的钟摆节奏比在巴黎慢。惠更斯很快将这一观测结果解释为地球自转的结果。

我们离赤道越近,离旋转轴的距离就越远。这增加了我们所受到的离心加速度。由于该离心加速度与重力加速度相反,因此我们越接近赤道,感受到的重力加速度就越小。

另外,这种离心加速度引起赤道隆起,这使我们离地球自转轴更远,从而使离心加速度更大,进一步降低了人们感受到的重力加速度的数值。

如果要使用智能手机检测这些微小的重力变化,则应该在纬度变化很大的情况下进行旅行。作者利用从坎昆到芝加哥的旅程对地球自转进行了探究。

作者曾经在墨西哥的坎昆(纬度21.2°)和美国的芝加哥(纬度41.9°)之间飞行,这两个位置的经度几乎相同,而且海拔很低。为了测量当地的重力加速度,他使用了Phyphox智能手机实验程序。

就这样,借助智能手机,他们检测到了地球自转所产生的影响。在此,智能手机只是作为一种测量工具在使用,允许人们以实际方式开展与传统课堂上进行的相同的实验。

可以想象,如果伽利略有一部智能手机,他肯定会成为这些专栏的重要撰稿人之一!

参考文献

[1]J Vandermarlière. Detect Earth's rotation using your smartphone[J]. The Physics Teacher, 2021, 59(1):72-73.


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