Articles

Waarom voelen we niet dat de Aarde onder ons ronddraait?

Er zijn twee verschillende dingen aan de hand, en ze hebben niet al te veel met elkaar te maken (voor zover ik kan zien). In het geval van de heteluchtballon zou je denken dat als je 6 uur lang boven de plek zweeft waar je bent, de Aarde onder je door zou kunnen draaien, en dat je dan op een heel andere plek zou landen. Helaas, omdat de heteluchtballon om te beginnen op de Aarde was, bewoog hij al met de Aarde mee. Er zijn veel referentiekaders in het spel, ook al lijkt het alsof we stilstaan. Iedereen op Aarde staat stil op het oppervlak. Maar het oppervlak draait om de as van de Aarde. De as van de aarde (en de aarde zelf) draait om de zon. De Zon draait om ons melkwegstelsel en ons melkwegstelsel reist door de intergalactische ruimte.

Dus hoe staat dit in verband met de situatie van de heteluchtballon? Omdat de ballon op het oppervlak stond, bewoog hij al met het oppervlak van de aarde mee. Weet je nog dat ik zei dat het oppervlak van de aarde rond de aardas draait? Nou, omdat de ballon op het aardoppervlak stond, zal hij ook met de aardas meedraaien, net als het aardoppervlak! Wat als we dat zweefeffect willen bereiken? Ik zei al dat de aarde om de zon draait. Om dat zweefeffect te bereiken, zou onze heteluchtballon rond de zon moeten draaien zonder rond de aarde te draaien. Dat kan niet met een heteluchtballon, omdat de atmosfeer ook met de aarde mee beweegt, en heteluchtballonnen kunnen niet de ruimte in. Om dat zweefeffect te bereiken zouden we een soort ruimteschip met veel brandstof nodig hebben. Als ik een zwevend ruimteschip had dat niet met de Aarde meedraaide (ook dat zou weer heel veel brandstof kosten), dan zou ik inderdaad op dezelfde plek kunnen zweven en de Aarde onder me door kunnen laten draaien.

Nu vraag je je waarschijnlijk af hoe ik dit zou kunnen bereiken met een ruimteschip dat oorspronkelijk op het oppervlak van de Aarde stond. Dit zweefeffect zou niet veel zin hebben omdat je net zo goed gewoon naar je bestemming kunt vliegen (zoals de theoretische Big Falcon Rocket), maar als je het zou willen doen, zou je boven de dampkring van de Aarde moeten gaan, je boosters moeten gebruiken om tegen de draaiing van de Aarde in te gaan (om je snelheid op te heffen), een tijdje te zweven, dan je boosters gebruiken om met de draaiing van de Aarde mee te gaan (om terug te keren naar de rotatiesnelheid), en op de Aarde landen. Natuurlijk zou je het tweede deel kunnen overslaan door hitteschilden te gebruiken en in de dampkring van de Aarde te rammen zoals elk ander ruimteschip dat we hebben, en geen enkele raket zou dit ooit doen omdat het gewoon veel praktischer is om in een baan rond de Aarde te draaien (zweven kost brandstof, banen niet).

Ok, hoe zit het met de sluipschutterssituatie? De aarde draait om haar as. Aangezien een dag 24 uur lang is, gaat een locatie aan de evenaar één keer rond in dezelfde tijd die iemand in het noordpoolgebied nodig heeft om één keer rond te gaan. Hoe noordelijker of zuidelijker je echter van de evenaar bent, hoe langzamer dat deel van de aarde moet draaien om één omwenteling in 24 uur te maken. Denk aan het ronddraaien van een bal. De evenaar van de bal draait rond, maar de boven- en onderkant bewegen veel langzamer. Het is hetzelfde. Laten we zeggen dat mijn sluipschutter op de evenaar staat. Als de sniper naar het oosten of westen schiet, hoeft hij niet te corrigeren voor de draaiing van de Aarde, omdat overal op die breedtegraad de Aarde met dezelfde snelheid draait. Als de schutter echter naar het noorden schiet, zal de kogel naar het oosten gaan. Dat komt omdat toen de kogel werd afgevuurd op de breedtegraad dichter bij de evenaar (afgevuurd vanuit het zuiden), die plek van de Aarde sneller bewoog dan de plek van de Aarde waar het doelwit op stond. Het is alsof je zegt dat de plek waar ik sta ronddraait met een snelheid van zeg… 1000 km per uur, maar de plek van mijn doelwit roteert met zeg…995 km per uur. Aangezien mijn kogel uit het gedeelte van 1000 km/u komt, zal hij natuurlijk met hoge snelheid uit de loop komen vanwege het pistool, maar hij zal ook met 1000 km/u om de as van de aarde draaien. Maar zodra mijn kogel de breedtegraad van mijn doel nadert, zal hij, omdat de Aarde langzamer draait, lijken af te wijken in de richting van de draaiing (die oostelijk is, of naar rechts). Waarom? Wel, aangezien de snelheid van mijn doelwit 995 mph van de rotatie is, doe je 1000 – 995 = 5. Dat betekent dat mijn kogel een netto snelheid zal hebben van 5 mph naar rechts ten opzichte van mijn doel. Dat betekent dat mijn kogel zal missen als het doel ver genoeg weg is. Als je vanaf de evenaar naar het zuiden schiet, zal de kogel ook naar het oosten gaan, dus als gevolg daarvan zal hij naar links afwijken. Het is hetzelfde effect, maar dan “ondersteboven”. Dit effect heet het Coriolis-effect, en het is wat orkanen hun kracht geeft.

Ten slotte vroeg u “waarom voelen we niet dat de Aarde onder ons draait?” Dat komt omdat we met de aarde meebewegen. Wanneer u in een trein zit die met een constante snelheid van 50 km/uur rijdt, voelt u hem niet bewegen (u voelt misschien wat hobbels door hobbelige rails). Alleen wanneer je versnelt of vertraagt, voel je dingen bewegen. Wanneer je in de trein zit, is je snelheid constant, dus voel je niets. Hetzelfde geldt voor de aarde, behalve dat je rond de as van de aarde draait met een constante snelheid van 160 km/u. Er is niets veranderd, behalve dat de snelheid hoger is.

Ik heb dit waarschijnlijk vreselijk uitgelegd, dus voel je vrij om iets te vragen.