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地球自转越来越慢?《张朝阳的物理课》分析地球转速的改变以及地球的扁率
北京青年报客户端 2022-11-26 11:41

地球的自转正变得越来越慢?为什么地球的赤道半径比地球的极半径要长大约21公里?11月25日12时,《张朝阳的物理课》第一百零四期开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,先给网友们复习了月球退行的成因,然后借助上一节直播课推导出来的力矩公式分析了地球自转为什么减慢,并定量地计算出了减慢的具体数值。通过分析椭球形变的地球引力势以及地球自转导致的惯性势,最后计算出地球赤道半径比极半径要长二十多公里。

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课程伊始,张朝阳给网友们复习了地球固体潮形变所导致的额外力矩,此力矩一方面会让月球的轨道角动量变大,另一方面会让地球的自转角动量减小。张朝阳假设地球密度均匀,然后通过积分求出了地球的转动惯量。紧接着,借助上一次直播课推导出来的力矩公式,并运用角动量定理,推导得到地球自转一圈的时间变化量的公式。根据这个公式,计算得到每一百年地球的一天将会慢大约2.4毫秒。在大约36亿年后,地球的一天时长将会是现在的两倍。

然后,张朝阳开始分析地球赤道半径为什么比地球极半径长大约21公里。他介绍说,这是因为地球自转。张朝阳先假设自转引起的地球形变是椭球形的形变,然后推导地球自转所导致的惯性势,并借助椭球形均匀密度物体的引力势公式,成功得到地球形变是椭球形变的自洽结果,并推导出了地球的偏心率,代入数据得到赤道半径比极半径长大约27公里。

最后,张朝阳开始分析为什么计算结果比实际结果要大,这是因为计算过程中假设了地球的密度均匀,实际上地球内部物质密度要大于地球表面物质密度,这样的密度分布会使得前面的计算结果变小,从而更接近真实结果。

截至目前,《张朝阳的物理课》已直播一百余期,内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融。从去年11月开启第一节物理直播课,他先是从经典物理学开始,科普了牛顿运动定律等;而后从经典物理的“两朵乌云”说起,向近现代物理过渡,探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。

此后逐步进入量子力学领域,从基础的薛定谔方程等理论内容,到氢原子波函数,再到气体定容比热的温度阶梯,并顺势讲解了热力学定律。接着回到了经典物理,推导出飞船运行轨迹,估算太阳的结构与性质以及中子星的自转速度,随后讲解了陀螺的进动,还计算出月球的潮汐高度。紧接着开始介绍狭义相对论的四维语言,并逐步过渡到了电磁学。

《张朝阳的物理课》的直播风格独树一帜:以演算物理为特色,注重从日常现象引入,通过一步一步详尽计算和硬核推导,理解自然界的基本规律。

据了解,《张朝阳的物理课》于每周周五、周日中午12时在搜狐视频直播,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳的物理课”账号,查看课程中的“知识点”短视频;此外,还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上,阅览每期物理课程的详细文章。

除了《张朝阳的物理课》外,在直播方面,搜狐视频正持续打造知识直播平台,邀请各个科学领域的头部播主入驻,进行科普知识直播。中国科学院心理研究所应用心理硕士唐义诚,带你了解“夫妻相处中的吵架心理”;北师大比较教育学博士史明洁的心理课堂分享“如何跟负面情绪和解”,拒绝精神内耗;中国著名微表情读心专家纪宇,通过微表情教你“如何读懂孩子的心”;清华大学临床医学博士申晨煜医生,帮你远离“职场PUA”。未来将有更多知识主播入驻搜狐视频,一同玩转科学,探索不同领域。

文/金仁甫

编辑/范辉

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