แรงสู่ศูนย์กลาง แรงดึงดูดระหว่างมวล แรง N เปลี่ยนไปตามกรอบการวัดหรือไม่

สมมติเราเป็นผู้สังเกตลอยนิ่ง ๆ ในอวกาศนอกโลก ไม่หมุนไปตามการหมุนของโลก

เราจะสังเกตเห็นแรงที่กระทำต่อคนที่อยู่ ณ เส้นศูนย์สูตร ที่ขั้วโลก ที่เส้นระหว่างศูนย์สูตรกับขั้วโลก แตกต่างกันอย่างไร?

ที่ขั้วโลก GMm/r2 = N  สุทธิเป็น 0 ไม่มีแรงสู่ศูนย์กลาง ใช่ไหมครับ

ที่เส้นศูนย์สูตรเราจะเห็นแรงดึงดูดระหว่างมวล (GMm/r2) กับแรง N ที่พื้นโลกกระทำต่อขาของคนในทิศทางที่ตรงข้ามกัน (180 องศา) สุทธิ = GMm/r2 - N ซึ่งจะต้องเท่ากับแรงสู่ศูนย์กลาง m(w)^2r  (w = ความเร็วเชิงมุม) ใช่ไหมครับ
(ตรงนี้มีแง่มุมเพิ่มเติม โลกป่องตรงกลาง นั่นคือ GMm/r2 ตรงเส้นศูนย์จะน้อยกว่าที่ขั้วโลก  และตามสูตรจะเห็นว่า N ต้องน้อยลงไปอีกเพื่อชดเชยไปเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง แสดงว่า N หรือน้ำหนักคนที่เส้นศูนย์สูตรน้อยกว่าน้ำหนักคนที่ขั้วโลกใช่ไหมครับ)

ที่ตำแหน่งต่าง ๆ ระหว่างเส้นศูนย์สูตรกับขั้วโลก อันนี้เรา (เราที่ลอยนิ่ง ๆ ในอวกาศ ไม่หมุนตามไปกับโลก) จะเห็นแรงดึงดูดระหว่างมวลเข้าหาจุดศูนย์กลางทรงกลมโลก  แต่แรงสุทธิซึ่งก็คือแรงสู่ศูนย์กลางจะต้องตั้งฉากกับแกนหมุนโลก ดังนั้นแรง N ที่พื้นโลกทำกับเท้าของคนจะต้องไม่ตั้งฉากกับพื้นโลกแล้วสินะ มิฉะนั้นรูปสามเหลี่ยมปิดของเวคเตอร์แรงจะไม่ได้ทิศทางแรงรวมเป็นแรงที่มีทิศทางพุ่งเข้าหาและตั้งฉากกับแกนหมุนโลก  จะกลายเป็นว่าคนที่อาศัยอยู่ระหว่างเส้นศูนย์สูตรกับขั้วโลก เมื่อมองจากเราที่ลอยนิ่ง ๆ ในอวกาศจะต้องยืนแบบไม่ได้ตั้งฉากกับพื้นโลกเป๊ะ ๆ 90 องศา ใช่ไหมครับ

คำถามเดียวกัน แต่ทีนี้เราผู้สังเกตอยู่บนโลก นั่นคือไม่เห็นว่ามีการหมุน ไม่ว่าคนจะอยู่ที่เส้นศูนย์สูตรหรือขั้วโลกหรือที่ไหน ๆ ก็จะได้ผลแบบเดียวกันหมดคือ GMm/r2 = N  และคนทุกตำแหน่งก็ยืนแบบตั้งฉากกับพื้นโลก ใช่ไหมครับ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่