如果我们原地不动，通过一些实验，我们可以发现地球在自转。地球自转如果简单理解，就是地球绕地轴自转，一天转一圈。
那么，假设我们在离地面100米的高度，12小时内，我们能到达地球的另一端吗？这个问题其实很有研究价值。
地球自转
首先让我们了解什么是“地球自转”
- 角动量守恒定律
在物理课上，我们学过一个定律叫“角动量守恒定律”。相信大家应该还是有点印象的。
角动量守恒定律是指当系统受到的净外力矩为0时，系统的角动量保持不变。
简单地说，在没有外力矩的情况下，旋转物体的角动量不会随着其形状的变化而变化。那么这个定律为什么会引起地球自转呢？
首先，让我们回顾一下原来的太阳系长什么样子。在45.7亿年之前，由于某种干扰，一个巨大的分子云因引力坍缩而开始诞生和演化。大部分坍缩的物质向中心聚集，从而形成了太阳。
然后剩下的“碎片”慢慢旋转，逐渐形成一个行星盘。而地球则吸收并储存了坍塌后留下的气体、尘埃、冰粒等物质45.4亿4。发展成为今天的样子。
- 在太阳系形成的时候，那些云就已经拥有了角动量，原来的角动量并没有因为形状的变化而消失，而是发生了变化以它的形状改变你的分布状态。因此，太阳系中的天体在形成过程中从“云”中获得了部分角动量。
- 作为“太阳系”的一部分，地球也吸收了一些角动量动量，导致它的自转。但是，如果地球的自转仅仅用角动量来解释，似乎力量还不够大。所以科学家们在思考什么样的实验可以让人们轻松知道地球在自转？
如果你熟悉物理学，你就会知道傅科摆实验可以证明地球在自转。
- 傅科摆实验
大家一定知道哥白尼关于m的“猜想”地球的选择。这样的推测，在科学技术发展到一定程度后，辅以一定的实验结果，逐渐成为人们印象中的“常识”。
法国科学家福柯就在1851年进行了“摆锤”实验，证实地球确实在自转。这个实验也以这位伟大的科学家命名——傅科摆。
本次实验是在法国巴黎万神殿的圆顶天花板下进行的。摆锤由钢丝67米悬挂，重量为28公斤，其悬架也经过特殊处理以减少摩擦。也因为这个钟摆惯性大，动量大，几乎不受地球自转的影响，可以长时间自由摆动。
在傅科摆的实验中发现，摆动面在顺时针方向缓慢转动，方向不断变化。通过对这个问题的研究发现，当摆在摆动平面上时，不受任何力的影响，根据惯性原理，摆动的空间方向不会发生任何变化。
因此，我们可以知道，这种变化是因为我们生活的地球在逆时针方向自转，而站在地球上的人看到的是相对运动的现状。由此，我们可以得到一个很好的证明结果，即地球在自转。
傅科摆的应用不止一个，它还可以用来计算纬度。
傅科摆摆动面的偏角可以通过公式θ°=15°tsinφ计算，单位为度。式中，φ为当地地理纬度，t为偏转时间，单位为小时，因为地球自转一小时的角速度等于15°，所以换算时乘以15°公式。
但是有了这个公式，我们也遇到了问题。如果把傅科放在赤道上，的纬度为0，那么sinφ等于0，也就是说不会在赤道上发生偏转，那么这是怎么回事？
有必要说说参照物。如果单纯以地球上的物体作为参照物，是无法反映地球的自转的，因为地球的自转是相对于宇宙星空的。北极星是银河系中最稳定的参考系。
北极星位于地心轴延长线上，赤道垂直于地轴。这时候赤道就变成了一个静止的参考系，傅科摆自然不会在赤道上摆动。
牛顿力学最基本的原理就是参照系，所以解决这个问题的关键是利用它。那么什么是参照系呢？
什么是参照系
运动是相对的，所以运动需要一个参照物，可以是一个物体，也可以是一个区域，也可以包含里面相对运动的物体。最重要的是它可以在参照物上建立一个坐标系，所以参照物也叫参照系。
从运动的角度来看，您可以选择任何事物作为参照系。对于具体的运动学问题，通常从分析的角度选择参考系，使物体的运动问题得到简化。在古代，人们观察“星辰”的运行时，都会选择地球作为参考。
例如托勒密的《地心说》用“本轮”和“均轮”来解释行星的运动。公元二世纪，克劳迪乌斯·托勒密提出了他的宇宙结构学说——“地心”。他认为宇宙是一个有界的球体，分为天地两层。
因为地球是宇宙的中心，日月围绕着它转，万物落地。在地球周围，有九个等距离的天体层，从里到外分别是：月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、星星、动态天空，除此之外，还有精光。
托勒密认为所有的行星都围绕着一个非常小的圆旋转，而每个圆的圆心都围绕着一个以地球为中心的圆旋转。他将围绕地球旋转的圆圈称为“均轮”，将每个较小的圆圈称为“本轮”。
托勒密的理论并没有描述宇宙的真实结构，但是他对天体运动的观察是正确的，而且在航海方面也有广泛的应用，所以他的理论也得到了广泛的认可.
后来，哥白尼在提出“日心说”时也使用了“本轮”和“赤道”等名词。从运动的角度来看，“日心说”和“地心说”都可以更好地描述行星的运动。然而，就天体动力学而言，“日心说”却为我们开辟了通往真理之路。
开普勒根据“地心说”，将行星由“圆”变为“椭圆”，摒弃均轮和本轮，并根据观测结果，建立行星运动三大定律，开普勒为此做出了重大贡献。
牛顿对“开普勒三定律”进行了更深入的研究，并在此基础上提出了“万有引力”的基本理论。我们应该注意到，从运动的角度来看，所有参考系都是平等的。选择参照系时，最好能简单快速地考虑问题的分析和解决方案。
从动力学的角度来看，参照系可以分为两种，一种是惯性参照系，一种是非惯性参照系。牛顿定律等动力学定律只适用于惯性参照系。
- 惯性参考系
是适用于惯性定律的参考系，即惯性系。
经典力学的相对性原理指出所有的力学定律在相互作匀速运动而不自转相互作用的参照系中是相同的。一个人坐在封闭的驾驶舱内，以匀速直线运动。他无法从驾驶舱内的机械测试中判断出驾驶舱是静止的还是相对于恒星以恒定速度移动的。
他只能望着窗外看，但他还是分不清驾驶舱和星星是谁在动。判断一个参考系是否是惯性系，取决于参考系加速度的测量是否准确。
在一般的地面工程动力系统中，由于地球的自转角速度很小，所以地球表面某一点所受到的向心加速度也很小。坐标系充当惯性参考系。对于一些需要考虑地球自转的问题，比如研究陀螺仪器的偏移，可以使用地球中心坐标系作为粗略的惯性参考系。
- 非惯性参考系
将惯性参考系加速或旋转的参考系称为非惯性系。
一个非惯性参考系，如果它的加速度一定，这个“参考系”就叫做加速运动参考系。在这个参照系中，一个固定的物体肯定会受到力F=ma。在引力场中，万物都会受到引力的影响，所以，惯性系固定在引力场中的物体，也会受到引力的影响。
那么，在简单理解“地球自转”和“参考系”的基础上，我们可以结合“不动”来回答这个问题。
对“不动”的理解
- 不相对于地面移动
地球随着地球旋转，如果我们不相对于地面移动，我们可能就像直升机一样停在空中，和刚开始的地面没有区别。所以我们将与地球一起旋转并留在原地。
作为生活在地球上的人类，在大多数情况下，我们都是以地球为参照系。无论是汽车还是飞机，我们看到的都是它们相对于地面的速度。
在这个问题中，虽然我们被抬离了地面，但我们的参考系仍然是相对于地面的。在这样的情况下，人总是会漂浮在原地，12小时过去了，我们还在原地。
其实这个答案很有可能。这是因为当人类最初生活在地球上时，他们的速度与地球是一样的。离开地面后，这个速度还在。理论上，包括大气、大气在内的一切事物都随着地球自转。正因为如此，人离地后不会觉得风很大。
- 相对地轴不运动
地轴是地球自转的轴心，是一个抽象的参照系。如果地轴是静止的，我们就不会跟随地球自转。地球自转以24小时为一个周期。12小时后，自然而然会去到同纬度的另一边。
也就是说，如果我们把参考系设为地轴，相对于地轴，我们在空中是静止的。所以，地球在转，人却不跟着转。12小时后，地球自转180度，而这个人站在了原来位置的对面。
我们都知道，地球自转的时候，各地的速度是不一样的。最大的是在赤道，那里的两极速度为零。在赤道上，线速度是465.1米每秒，等于1668公里每小时。也就是说，如果我们以每小时129公里的速度存在于空中，在这种情况下，我们是不会动的。
例如在上海这个位置（北纬30度左右），地表自转速度是400米/秒，如果我们相对地轴保持静止，可以等价解释，相对于地面，我们以400米/秒的速度从东向西飞行。经过12小时，我们将到达与地球同纬度的另一端。
- 不相对于太阳运动
如果我们以太阳为参照系，也就是我们以太阳为参照系。也就是说我们相对于太阳是静止的，而地球会绕着太阳转。12个小时过去了，我们已经走了很远。可以说我们已经从地球上消失了，成为了“宇航员”。
因此，绝对静止的物体是不存在的，所以说运动的时候一定要选择一个参照系。选择不同的参照系就是选择不同的结果。
人生的参照系
人从一出生就生活在不同的参照系中。比如他的家庭背景，他的成长经历，他的身材，他的相貌，他的婚姻，他的一切都在“参照系”里。家人的期待和外人的评价，就像箭一样，指明了生活在这个参照系中的人应该往哪个方向走。
同时，在旅行的时候，往往会有一个“参照物”。就像一个人走在路上，有很多“路标”可以参考，让你不至于“走远”，也不会因为走多了而累。例如，今天的“学生”以群体“学习”为参照系，而成年人则以世俗功利主义为参照系。
有比较，就有竞争；有竞争，就有斗争。这就是“参照系”在我们生活中的作用。人如果生活在没有参照物的环境中，就会变得很无所适从，很难找到方向和目标。所以，活在这个世界上，一定要有参照物。
参考系可以是一个或多个。例如，判断一个孩子的身高和体重，可以参考同龄孩子的平均水平来判断他是否达标。这种引用比较简单。其实，孩子的童年快乐与否，是很难判断的。
因为“参考系统”很多，每个孩子的家庭情况、生活环境、学习环境都不一样，不可能建立一个统一的“快乐参考系统”。生活中各种参照系的价值在于提供了多种可外部量化的行为衡量指标，却无法为人类的精神世界提供具体的参考量化表。
所以，人们还是用外在的“量化指标”来衡量自己内心的心理状态。一个人幸福与否，取决于他的物质财富和社会地位。这是从外部世界衡量一个人幸福的标准。而幸福只是个体内心的一种生活体验，只是精神层面的一种自我感受。
所以在别人看来可能很幸福的人，未必就是别人眼中的样子。人类生活在现实世界的参照系对精神世界影响不大。大多数人终其一生都只是一个红尘。没有世俗的参照系，很少有人能够生活得起。
而活在精神层面的人往往是孤独的，因为这是一条大多数人都没有走过的路，他们不得不独自在黑暗中摸索。这是一种无人能分享的快乐。虽然生的尽头也是死，但每个人走的路都不一样。
离开平凡的参照系，人们总会慢慢细细地品味每一天的“味道”。生活中有些风景，也许只有经历过，才能享受，享受才是真正的幸福。真正的快乐和幸福，不在别人的眼里，不在嘴里，而在自己的心里。
- 作为“太阳系”的一部分，地球也吸收了一些角动量动量，导致它的自转。但是，如果地球的自转仅仅用角动量来解释，似乎力量还不够大。所以科学家们在思考什么样的实验可以让人们轻松知道地球在自转？
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