¿Por qué no podemos sentir la rotación de la Tierra (o estar en cualquier marco no inercial)?

He leido esta pregunta:

¿Por qué no podemos sentir que la Tierra gira?

Mi pregunta es diferente, porque esa pregunta no habla (solo los comentarios) del hecho (que creo que más importa) de que la rotación de la Tierra (o la persona en la superficie) es un marco acelerado. Las respuestas (y comentarios) a esa pregunta hablan de comparar la sensación con viajar en un barco con velocidad constante. Ese es un marco de referencia inercial. Mi pregunta es sobre por qué no nos sentimos acelerados en el marco de referencia (no inercial) en la superficie de la Tierra girando.

Donde Wouter dice:

Sé que es muy tarde en el juego para esta pregunta, pero en parte es una pregunta de biología. No sentimos la rotación de la tierra porque nuestros cerebros están sesgados, evolucionaron de esa manera. No es útil experimentar/ser consciente de esta rotación día a día, de la misma manera que no es útil ser consciente de la gravedad.

Y donde dice Dan

Debido a que la rotación de la tierra es muy suave y no cambia, la aceleración centrípeta que sentimos es casi constante. Esto significa que la (pequeña) fuerza centrífuga de la rotación se suma a la gravedad para compensar la "fuerza de fondo" que no notamos.

Y esto:

https://www.sciencealert.com/aquí-está-por-qué-no-sentimos-la-rotación-de-la-tierra-según-la-ciencia

En donde dice:

Entonces, ¿por qué no todos podemos sentirlo? La respuesta está en la naturaleza del movimiento de la Tierra. Piense en estar en un avión cuando viaja suavemente a una velocidad constante y una altitud constante. Te has desabrochado el cinturón de seguridad para dar un paseo por el pasillo, pero no puedes sentir el movimiento del avión. La razón es simple: tú, el avión y todo lo que hay dentro viajan a la misma velocidad. Para percibir el movimiento del avión, hay que echar un vistazo a las nubes de fuera.

Este dice que no lo sentimos porque, como en un avión, nos movemos con el avión, así que este es nuestro marco de referencia inercial.

Pero el avión se mueve con una velocidad constante en este ejemplo. Creo que no está bien compararlo con la rotación de la Tierra, porque el giro de la Tierra es un momento angular, y aunque el momento angular en sí mismo es constante, esto se considera aceleración, por lo que cualquier punto (o persona) en la superficie de la Tierra se está acelerando.

Ahora una respuesta dice que no lo sentimos porque nuestro cerebro está acostumbrado a la aceleración. El otro dice que es porque el momento angular de la Tierra es constante.

¿Cuál es la correcta? No entiendo, ¿es porque no hay cambio en la aceleración, o es porque nuestro cerebro está acostumbrado, o es porque la fuerza centrípeta es muy pequeña en comparación con la gravedad?

Pregunta:

  1. ¿Por qué realmente no sentimos el momento angular de la Tierra, es porque no hay cambio en la aceleración, o es porque nuestro cerebro está acostumbrado, o es porque la fuerza centrípeta es muy pequeña en comparación con la gravedad?

  2. Incluso si la aceleración no cambia, la persona en la superficie está en un marco de referencia no inercial. ¿Cómo no podemos sentir esta aceleración? El principio de equivalencia solo se aplica a la gravedad y la aceleración y, según GR, no sabríamos la diferencia entre ellos. Pero todavía lo sentiríamos.

¿Te refieres a la rotación de la tierra alrededor del sol, oa la rotación alrededor de su propio eje?
Spin, por lo que propio eje.
¿ Conoces las corrientes en chorro ?
Puedo imaginar que los instrumentos sensibles pueden sentirlo, pero nuestros sensores biológicos probablemente no sean lo suficientemente precisos.

Respuestas (4)

Me imagino que la razón tiene que ver con el hecho de que la aceleración centrípeta como resultado es en realidad bastante pequeña. La velocidad de la Tierra en su superficie se puede calcular observando que toma 1  día = 86400  s para girar un completo 2 π radianes, entonces

v = 2 π R Tierra T día 2 π × 6400 × 10 3  metro 86400  s 470  EM 1

La aceleración centrípeta es entonces

a = v 2 R Tierra ( 470  EM 1 ) 2 6400 × 10 3  metro 0.035  EM 2 9.8  EM 2

Así que la gravedad definitivamente inundaría esta aceleración adicional y no nos daríamos cuenta.

aunque los humanos tienen detectores de rotación sensibles en nuestros oídos internos, la razón por la que no podemos detectar la rotación de la tierra con ellos es que es demasiado lento para que esos detectores (los canales semicirculares) la detecten. funcionan bien cuando la cabeza gira a una velocidad angular del orden de ~1 revolución por segundo, pero a ~1 revolución por minuto, no producen señal, y la velocidad de rotación de la Tierra es de una revolución cada 24 horas.

Estoy de acuerdo contigo en que la respuesta es tanto física como biológica. No hay una ventaja evolutiva para detectar la rotación de la Tierra; de hecho, interferiría con las necesidades más inmediatas de detectar la rotación, lo que impulsa la evolución de la detección de rotación como usted describe en esta respuesta.

¿Por qué realmente no sentimos el momento angular de la Tierra, es porque no hay cambio en la aceleración, o es porque nuestro cerebro está acostumbrado, o es porque la fuerza centrípeta es muy pequeña en comparación con la gravedad?

No sientes la fuerza centrífuga (no centrípeta) porque la gravedad local la cancela exactamente: el geoide ya se ha desplazado para adaptarse a este efecto, y ningún experimento local puede diferenciar entre los dos.

El efecto que cuenta es la fuerza de Coriolis, y puedes experimentar sus efectos en una escala de tiempo humana construyendo un péndulo de Foucault. Sin embargo, la magnitud de esta aceleración es demasiado baja para que los sentidos humanos la detecten.

¿Qué significa "el geoide ya se ha movido para adaptarse a este efecto"?
La Tierra es, en un nivel adecuado de aproximación, un esferoide achatado, y en casi todas las latitudes el radio vector (que apunta al punto en la superficie desde el centro de la Tierra) no es ortogonal al plano local de la superficie . La razón por la que no "caes de lado" en tal gravedad es por la fuerza centrífuga producida por la rotación.

Wikipedia dice

Las corrientes en chorro son el producto de dos factores: el calentamiento atmosférico por la radiación solar que produce las celdas de circulación Polar, Ferrel y Hadley a gran escala, y la acción de la fuerza de Coriolis que actúa sobre esas masas en movimiento. La fuerza de Coriolis es causada por la rotación del planeta sobre su eje. En otros planetas, el calor interno en lugar del calentamiento solar impulsa sus corrientes en chorro. La corriente en chorro polar se forma cerca de la interfaz de las células de circulación Polar y Ferrel; el chorro subtropical se forma cerca del límite de las células de circulación de Ferrel y Hadley.[2]

Entonces, las corrientes en chorro se originan en parte por la rotación en la tierra y tienen un profundo impacto en nosotros. Aparte de explicar por qué en el hemisferio norte las costas del oeste tienen un clima más moderado que las costas del este, también explicas por qué los viajes de Europa a los EE. UU. toman más tiempo que en la otra dirección.