匀速

20世纪初以后,天文学的一项百重要发现是,确认地球自转速度是不均匀的.人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化：①长期减慢.这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1～2毫秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间,2000万年来累计慢了2个多小时.引起度地球自转长回期减慢的原因主要是潮汐摩擦.科学家发现在三亿七千万年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右.②周期性变化.20世纪50年代从天文测时的分析发现,地球自转速度有季节性的周期变化,春天变慢,秋天变快,此外还有半年周期的变化.周年变化的振幅约为20～25毫秒,主要是由风的季节性变化引起的.③不规则变化.地球自转还存在着时快时慢的不规则变化.其原因尚待进一步分析研究.近数十年来,地球自转减慢还与人类的活动有很大的关系,特别是人造地球卫星的发射,其反作用力让地球自转直接变答慢,根据动量守恒的原理,这种因素应该是目前造成地球自转变慢的最主要原因了.所以人类为了地球的安全,发射的卫星不应该再借助地球自转的动量。

理论上，任何物体的速度都不可能一直保持不变。

我们所说的匀速运动（包含直线运动和圆周运动），都仅仅是理论模型。

实际的运动都会由于种种原因，速度无法始终保持不变。

这一切得从根源说起。

物理就是这样，只有基本概念清晰了，方有可能进行分析。

1、平均速度我们通常说的速度其实就是这个平均速度。

它是指在某个时间段内，位移与时间的比值。

如下图，从A到B点，有红蓝两种方式（路径），尽管这两个路径差异性非常巨大，但是，根据速度的定义，两者的位移是一样的，因此，两者的平均速度也一样。

由此，我们可以发现，平均速度与具体的路径并没有多大关系，而只与首末两点的位置有关。

2、瞬时速度当AB两点的时间间隔越来越小，如下图所示。

在不用的区间内，存在着不同的平均速度。

更进一步，当时间间隔越来越小，相邻两点的位置也就越来越靠近，此时这个平均速度已经无限接近这个点的速度了。

在数学上用微分来表示。

由此可见，这个瞬时速度才是真正的速度。

但是，从其定义出发，我们完全没有可能非常精确的测量这个瞬时速度。

因为，速度并非一个直接物理量，它必须通过位于除以时间计算而得。

3、速度的测量正如上面速度的定义，我们知道速度必须通过测量出位移和时间方才可以计算。

而只要是测量位移和时间，那么就一定是个“平均速度”。

我们常见的汽车的速度表，就是测量车轮滚动的圈数（基于车轮不打滑），结合时间计算出来的。

速度是个间接物理量，除了上面的从速度的定义出发，还可以根据物理关系来测量。

一个比较典型的就是利用伯努利方程。

一个典型的实例就是战斗机的空速管，如下图。

这根长长的管道，可以测量出两个大气压：静压和动压（总压），如下图。

根据伯努利方程，就可以计算出相应的速度了。

根据伯努利方程，这个所求得的速度就是瞬时速度了。

4、地球自转的速度好了，前面介绍那么多都是铺垫，为了让大家更好的理解问题的本质。

下面我们针对地球自转，具体分析一下。

地球自转是一天，通常就是24h，但是如果要精确一些的话，自转周期是23时56分4秒。

根据自转周期可以计算出自转的角速度为7.292×10^（-5）弧度/秒，这是一个非常非常小的角速度，这也是地球上能够生存人类的原因之一。

如果自转过快，人类会被甩出地球。

自转周期约24h，我们可以认为是不变的。

但是，对于历史来说，自转周期并非一成不变。

约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。

长期来看，自转的周期在持续的减慢。

5、减慢的自转周期地球并非一个固体星球，其表面70%都是液态水。

真是这个液态水的存在，一直在持续的减缓地球的自转。

地球上的液态水，就像一个刹车盘一样，不断的消耗掉地球自转的动能，从而减缓地球的自转。

其实，这一点很好理解。

我们在转一碗水的时候，就会发现，只有碗在转，水几乎不转。

同样，在旋转生鸡蛋的时候，鸡蛋很快就会停止下来（这也是判断鸡蛋生熟的一个简便方法）。

所有这些，根源都在于液体的性质。

液体本身存在着惯性和流动性，旋转发生的时候，惯性会让它保持原来的运动状态，而流动性又让这个驱动力不足，液体的流动就是消耗掉自转动能的根本。

上图非常形象的表示了液体运动的滞后性。

5、总结从速度的定义出发，我们知道速度不是基本物理量，无法直接测量，必须通过其他方式间接测量。

通常说的速度是平均速度，即使控制非常精确，速度的值也会有些许变化，匀速运动仅存在于理论模型中。

地球的自转周期长期来看是不断变长的，根源就在于地球上的液体流动的滞后性，阻碍了地球的转动，不断地消耗着自转的能量。