我们注意到,有些人有点困惑为什么直升机和飞机它们不能通过简单地直接飞到空中然后让地球在其下方旋转来到达目的地。
“如果我乘坐直升机直飞并悬停在那里,为什么地球在我下面不会继续旋转?”一张海报Reddit 问道,并补充道,“为什么它不独立于我而旋转,而我最终会到另一个国家或其他地方?”
我们不要因为不知道为什么这行不通而羞辱任何人;无论如何,解释起来非常有趣,涉及一些基本(但有趣)的物理原理。
首先,想象一下您可以在地球自转所在的赤道处进行一次非常大的跳跃(为了简单起见,在无风的日子)每小时 1,670 公里(1,037 英里每小时)。让我们将您放在蹦床上,并假设您可以实现大约 3 秒的通话时间。
您预计会在哪里降落?如果您赞同“直升机应该飞一会儿,然后我就去意大利”的物理学理解,那么您的答案应该是在蹦床以西 1.39 公里(0.86 英里)处。
如果飞机和直升机能够在空中保持“静止”,而它们下方的地面则以每小时 1,670 公里(1,037 英里)或每分钟 27.83 公里(17.29 英里)和每秒 0.46 公里(每秒 0.29 英里),它也适用于您。因此,如果您跳到空中总共 3 秒,这将使您位于之前所在位置以西 1.39 公里(0.86 英里)的位置。
现在,您会注意到,世界上并不充斥着从蹦床上飞出并以比商业客机更快的速度在空中飞翔的孩子。
由于惯性,或者运动中的物体倾向于以相同的速度保持直线运动,除非有另一个力作用在它们上,所以您与地球一起移动。这就是为什么当你直接跳到空中时,无论是直接从地面还是在没有窗户的卡车内,你都会在起点着陆。
向另一个方向移动需要在该方向上施加力(例如,向前跳跃或飞机排出质量)。直升机没有神奇的特性来免除它们的惯性,因此当它们从旋转的地球起飞时,它们必须消耗能量才能将你带到夏威夷等地。
另一个误解是假设我们的大气层在某种程度上是静态的,而地球在大气层下旋转。事实并非如此。当地球自转时,它会拖动我们的大部分大气层随之而来通过摩擦力。
如果大气层没有被我们的星球拖拽,你可以利用疯狂的相对风速来减少飞行时间,但当你每天都遭受令人难以置信的强风袭击时,你可能不会担心“长途飞行”之类的问题。你清醒生活的那一刻。
因此,你无法通过悬停或逆地球自转移动来加速飞行。事实上,向西飞行(与地球自转相反)比向东飞行需要更长的时间。
“向东飞行时飞行速度更快的原因是急流,”简单的飞行解释说。 “简单来说,这些是高海拔地区大气中快速流动、狭窄的气流。”
这确实与地球自转以及大气层有一点关系加热的由太阳。距离赤道越近,地球自转速度越快,这会影响急流。
“距离两极越近,一个点每天旋转的轨迹就越小,”美国宇航局解释。 “在北纬或南纬 60° 处,轨道距离仅为赤道距离的一半,因此一个点的移动速度只有一半。从高纬度地区向低纬度地区移动的空气(或水)往往会滞后,并且人在地面上会感觉到有风从东方吹来。”
“另一方面,从低纬度地区向高纬度地区移动的空气会向西偏转。这也意味着移动的空气或水在北半球会偏向右侧,在南半球会向左偏转。”
所以确实通过对风速和风向的影响(间接)影响飞行时间。但你不能简单地将飞机或直升机带到空中并等待地球从你下面经过;你必须这样做。我们并不生活在乐一通。
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