地球是转动的,那么乘坐直升飞机悬停在空中会到达地球另一边吗?
首先明确地告诉你当然不会,不论是飞机还是人都会在地球自转的时候受到万有引力的影响,地球上的任何物质在正常条件下都不可能脱离地球的引力范围。 说到了地球上的万有引力,就需要知道另外一个知识点,就是当地球在自转和公转时都会产生一定的加速度,而且地球受太阳的影响,我们人类受地球的影响,当然直升机也属于地球上的物体,我们可以把它和我们人类归为一类。
再来说一下刚才提到的地球自转线速度和角速度的问题,当地球在以地轴为中心自转时,会产生一定的速度,按照角度360度来划分的话是每个小时旋转15度,24小时正好是一周,按照线速度来说的话,具体速度要按照所处的维度来分类的。
角速度在赤道上是最大的,能达到1670千米每小时。南北纬30度是1447千米每小时,南北纬60度就是837千米每小时,在两极点就相当于球的两个轴心点了,所以既没有角速度也没有线速度。
这个时候大家就应该明白为什么飞机悬停在空中不会到地球的另一边了,如果真的不清楚我们可以选择一些其他的客观事实来论证一下,比如我们坐火车的时候在火车上跳下来为什么人没有移动呢,为什么快速行驶的大巴车里还会有蚊子咬人呢,汽车和火车都在快速移动,那我们和蚊子为什么没有被甩开呢,这就涉及到了万有引力的影响,因为万有引力的存在,地球上的物体在到达第二宇宙速度之前,是不可能脱离地球的旋转运动的。
而且假如真的存在地球自转,我们绝对静止的情形是很恐怖的,我们立定跳远刚跳起来,就被迎面撞过来的一堵墙给直接带走了,投篮时,篮球一脱手,就像子弹发射一样。那样的生活,人类真的难以生存。
地球在自转,而且速度还不小,那么从理论上来看,只要直升机一直悬停着,那么它将会正在次经度对应的圆周上任何地方出现,只要等目的地到来,直接降落下去就行!但现实中却不能以这种模式环游地球。
地球自转速度有多快?
地球自转是傅科发现的,他巧妙的用傅科摆监测出了地球的自转,当然时间多久其实不用计算了,毕竟太阳东升西落的时间计个时就行,根据地球周长,大约24小时转一圈,那么就可以计算出地球自转的线速度了!
这个速度还挺快,在赤道地区时速度高达465米/秒,空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340米/秒。所以地球赤道自转线速度超过了音速将近1.4倍,这个速度极为可观!自从协和客机退役后,就再也没有客机超过音速了!而且除了F22以及J20外,少有战斗机可以长时间维持音速飞行,所以这个音速仍然是高山仰止般的存在!
当然地球上也不是处处速度那么高,两极点上速度0,速度按余弦分布,比如在南北纬度30度左右地方时将降低为402米/秒,南北纬度45度时为:328米/秒,60度时为232.5米/秒,77.5度时为100米/秒!
所以很多朋友经常假设性的问一个问题,如果地球突然停止自转会怎么样?其实这后果还挺严重的,因为地表物体都在以每秒从465米/秒到0的速度运动中,一旦停止,赤道地区的所有物体,包括地面都会飞起来,当然这个速度还不会飞离地球!另外一个严重后果是地壳会和地幔分离,火山喷发和地震即刻发生,到那时基本上就是地球毁灭了,站在北极点上不动也逃不过这场审判!
为什么悬停着无法到达地球另一端
地球自转那么快,直升机只要飞到高处悬停,过段时间降落下去就到达目的地,这看起来非常完美!但我们必须要理解一点的是,地球上所有物质,包括大气与水等都在地球自转运动下几乎同步运动,所以从地面上起飞后悬停的直升机其实和地面相对是静止的,因为它和地面在同步自转运动!
就像我们乘坐的高铁,速度可达300千米/小时,大约是83米/秒,一节高铁车厢大约在24.5米至27米之间(不同型号有一些差异),人跳起来大约能在空中停留0.8秒(乔丹的数据,普通人估计0.5S到顶了),假如按人跳起来后车在运动,人不运动,那么这0.8秒可以运动66米,也就是2.5节车厢!
但是谁都没看到在高铁上跳一下之后人就跑到2节半后车厢了,肯定是稳稳的落在原地,因为和和车厢之间是相对静止的!很多朋友认为这人跳的也太短了,停个半小时,肯定会移动的,其实如果允许的话,可以在高铁车厢放飞一架无人机,然后让它悬停看看,半小时后会不会在原地,除了气流会影响它以外,它肯定是不会跑到别地去的。
所以想要直升机在大气层中保持静止,那么首先就要让飞机从和地球运动的高速中静止下来,怎么操作呢?很简单,只要朝着地球自转方向飞,假如在赤道的话就是465米/秒,这个要求可不是一般的高,这么说吧,全世界的战斗机,能以这个速度长时间巡航的也屈指可数,超音速巡航和超音速战斗机是两回事,超音速巡航难度极高!
直升机飞行速度大约250千米/小时,折合大约69米/秒,直升机能跟上地球自转线速度的纬度是多少呢?大概纬度在80~81度的位置,早就在北极或者南极圈内!这里,直升机自西向东飞250千米/小时,大约就是所谓的悬停!
环游地球最省能源的方式
很显然这种方式其实就是现代飞行器出行的方式,无论到哪里都无法悬停达到目的,而是要切切实实的飞行,那么假如要环绕地球一圈,那种方式最快而且最节省燃料呢?
麦哲伦环球航行显然不行,太消耗时间了,卫星绕一圈几乎零消耗,但得花老多燃料先送它上天,所以这显然不是最节省能源的方式!
有一种几乎不消耗能源的环球航行,利用西风带和氦气球,因为在只要上升到8000-10000米,就会有一股稳定的环球气流,速度大约300千米/小时,这跟高铁时速差不多,二战时期日本就利用西风带将气球飘过太平洋轰炸美国,尽管这漫无目的,但造成的山火也确实让美国恼火不已!
这个西风带大约位于南、北半球的纬度35°~65°之间,范围很宽,随便找个地方,控制下高度即可到达此处,氦气球又无需补充,因此几乎可以零消耗环游全球!
地球是转动的,这一点没毛病,但是要认为我们离开了地面在空中悬停上一会就会到达地球的另一边,这是完全不可能的。
图示:地球的自转
这是为什么呢?如果这样都可以的话,我们就乘坐直升飞机悬浮在天空中不动会发生什么呢?我们会看到我们下方的地面(地球)在飞快的转动着。建议不要一直盯着地面看,这样会头晕的。然后我们可以在直升机上面打开手机刷刷视频,打打游戏或者打个盹儿。等到12个小时过后,我们往地下一看,“My God ,我来到美国了!”
很显然,乘坐直升飞机悬在空中半天就能到达美国就是一个笑话。这样都可以的话,环球航行真的是太容易了。
图示“选择空中的直升机”
直升飞机悬在空中悬停的时候也是在跟随着地球一起转动的。我们知道地球每24小时就会转动一圈。而且地球是非常大的。所以地球的自转速度是非常快的。在地球的赤道上,地球自转的线速度是每小时1667公里,也就是每秒钟463米。朋友们能够想象得到这个速度有多快吗?声音在空气中的传播速度是每秒钟340米。地球在赤道的自转速度比音速还快大约1.4倍。
地球的自传速度这么快,假设地球转动而我们只要离开地面就不会跟随者地面转动的话。那么我们就不敢开心的蹦蹦跳跳了。如果我们一旦开心的跳了起来,那么就会发现迎面飞来一面墙,然后我们的身体就会镶嵌到墙里面了。
图示“悬停的直升机”
为什么直升机在空中看似悬停不动的时候也在跟随着地球高速转动呢?这是就是物体具有惯性的原因。地球上的任何一个物体没有绝对静止的。它们都具有和它们所在纬度上的地球自转速度相同的速度。这就是诗中描写的“坐地日行八万里”。直升飞机在起飞的时候地球已给了它和地球转速相同的初速度。所以,直升飞机悬停在空中也具有和地球自转相同速度的。这样当直升飞机垂直降落后还是会降落到原点的。
现实生活中有很多这样的例子可以证明问题中的假设是不成立的。例如,大家有没有勇气在匀速行驶的高铁车厢中跳起来呢?要知道高铁的速度是非常快的。每小时二三百公里的速度。我想任何一个人想都不用想都是有这个勇气的。因为我们知道高铁是不会在我们跳起来的时候撇下我们远去的。因为车厢里面的人由于惯性的原因保持着和高铁一样的速度的。
图示“热气球悬停在空中”
我们在地球上和地球一块高速运动着,但是我们却感觉不到。这是因为我们和地球的相对速度为零。如果地球突然停止了转动,那么我们就会对地球的转动有深切的感受了。如果地球突然停止了转动,就像是突然急刹车,我们就会以每秒钟463米的速度沿着地球自转的方向飞出去了。
所以,地球在自转,我们待在悬停在空中的直升飞机上也因为惯性而保持着和地球转速相同速度的。不管直升飞机在空中悬停多久,它都会降落到原点的。
朋友们觉得是不是这个道理呢?
即便是乘坐直升飞机悬在空中也不会到达地球的另一边,这主要原因是因为直升飞机是没有办法摆脱地心引力的,这样的话他就不会停在那里不动,会随着地球一起转动。
地球是转动的,如果乘坐直升飞机悬停在空中是不会到达地球另一边的,因为我们飞机并不是在离开地球飞行的,是在地球的上空飞行的,所以就算悬停在空中也不会到达另一边的。
不会。因为直升机起飞的时候具有惯性,会跟地球同步运动,所以悬停在空中不会到达地球另一边。
一定不会,原因是当直升飞机悬停在空中时同样具有一定的速度,只是这种速度不是很快,不容易察觉
地球时刻都在自转,飞机在空中悬停12小时,会到地球另一端吗?
这是一个非常有趣的问题,我相信很多人都有过这样的思考,就好像我们一直说地球是圆的,我们总会绕回起点、我们可以直接从地底下穿过到美国,这样一类的思考,都不无道理,但是如果用科学的眼光来看,这些都是不可能发生的。飞机悬空仅仅是停滞不前 我们假设的是12个小时,那么地球正好可以自转半圈,按...
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高中物理问题 请教 万分感谢
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子丰奚百虑: 地球之所以能够诞生生命,除了拥有合适的温度、水以及阳光外,最重要的一点是它一直在转动. 在宇宙中,并不是所有星球都像地球那么幸运的,就在太阳系内,比如水星和冥王星,它们一个离太阳太近,导致地表温度高达上百度,而另...
尖山区17011817814: 坐飞机上天空 为什么地球在转 可是仍然在原地地球在转动并且一天转动一圈 那是否我们坐着直升飞机升入天空静止不动 到了一定的时间或者过几个小时再从... - ?
子丰奚百虑:[答案] 因为是整个地球再转
尖山区17011817814: 关于人如果坐直升飞机升到空中静止不动,由于地球自转是否可以环绕世界的的问题 - ?
子丰奚百虑: 忽略微小的变化是不能,而且可以是几乎不能. 若真停久了说不定吧,但要很久,而且你还要考虑公转,所以环绕地球不可能,但确实不会在原来的位置了. 但实际上没有飞机做得到这点,也没人活的了这么久,说不定你相对于地球稍有几毫米的移动了结果被风一吹就回去了.还有因为空气会和地球一起转,所以空气会带动你转.没有空气时你的想法才有实际价值. 有人会认为我很无聊因为实际上根本不考虑这种情况我却说了这么多,但我还是要告诉你理论上和原来的位置总有一点差异,可物理是实验科学,所以不要老想理论上的东西了,用我们教了40多年物理的老师的话说:“思考是好,但不要过头了,否则在考试里会吃亏的.”
尖山区17011817814: 飞机在空中飞行,地球在自转,那么直升飞机在一个空中不动一段时间,是不是就 - ?
子丰奚百虑: 飞机因为没有脱离地球的吸引力,会随着地球相对移动,所以相对于地面的位置基本不会有大的变化,但不是绝对的.
尖山区17011817814: 如果一架直升机在空中悬停一个小时,那么它会不会移动?地球在转啊? ?
子丰奚百虑: 你知不知道世界上有个东西叫惯性?!!! 惯性是任何物体的基本属性,当地球在转动时,物体也在随着地球一起转动!所以当物体升起,里开地面的时候,它仍然会因为惯性的原因随着地球作圆周运动!!! 所以,虽然我门看不到飞机在动,实际上,它仍然在运动!!! 要是它不动,那么我们可以想象,人类可以站在地球上,随便一跳就能条到另外一个国家了,你要知道地球的转速是很快的!!!
尖山区17011817814: 地球在自传与直升机的问题. - ?
子丰奚百虑: 不会偏离目标. 地球在自转时,不要以为只是地面在自转,地球表层大气也在一起自转.飞机在大气中飞行,它悬停时,地面相对而言,也是停的.这就叫“惯性”.打个比方,你坐在汽车里.汽车停了,难道你会感觉地面和地球一起转动吗?当然不会,所以,你不可能因为停车而迷失方向.
尖山区17011817814: 地球一直在自西向东自转着,假如一架飞机从机场起飞一直不飞走,就悬停在机场的上空(在理想状态下,不考 - ?
子丰奚百虑: 地球引力将飞机和大气层连为一体,所以飞机会永远停在机场上空
尖山区17011817814: 地球在转,如果一架直升飞机静止在空中,是不是可以看到地球在转??
子丰奚百虑: 飞机没有飞出大气层,因此没有脱离地球的吸引力,会随着地球相对移动,所以相对于地面的位置基本不会有大的变化.
尖山区17011817814: 一个地理问题,不是很深奥,请帮帮忙人站在地球上跟着地球自转,如果有人乘直升飞机在空中不动,不跟着地球自转,也就是说可以不移动自己的身体和直... - ?
子丰奚百虑:[答案] 这是一个很有意思的问题. 理论上是可以的,但实际上要实现这种现象需要在空中的这个人或飞机需要克服地球的万有引力,其实就是要跟地球自转的反方向运动,并且速度跟所在地的地球自转线速度相同才行. 地球的万有引力,使得地球表面的物体...
尖山区17011817814: 坐飞机上天空 为什么地球在转 可是仍然在原地 - ?
子丰奚百虑: 因为是整个地球再转