根據地球自轉原理，直升機空中懸停12小時，會到地球另一邊嗎？
你知道嗎？古人一直以為太陽和月亮繞地球運轉，例如集大成者克羅狄斯託勒密的地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，2000多年以來，他們不曾發現一年中太陽軌跡的變化，也對每天都在變化的月亮軌跡視而不見，當哥白尼提出日心說，地球自轉一事也僅僅在理論層面上被人們接受而已，因為如何證明地球的自轉始終是一大難題。
直到1851年，物理學家傅科使用了一個單擺才讓人們看清了地球的自轉，他在巴黎萬神殿的圓屋頂中央，用一根長約67米的鋼絲繩掛上了一個重約28千克的鐵球，鐵球的正下方是一個沙盤，倘若地球不自轉，這意味著該單擺擺動時，其行程經過的角度是不變的，倘若地球在轉動，那麼，該單擺每次來回擺動時，將會產生一個極小的角度變化，當單擺啟動後，人們發現它每個周期會在沙盤格上移動3毫米左右，每小時偏轉11°20'，也就是說它將於31小時47分回到原處，後來很多科學家複製了以上實驗，他們發現除頻率上存在差別以外，單擺擺動時的轉動始終是一樣的，除此之外，人們還驚奇的發現周期與位置的關係是單擺位置緯度的正弦，當時，許多在傅科實驗現場觀看這一角度的吃瓜群眾對此感到非常驚訝，許久後還有人喃喃地說道，確實感覺自己腳底下的地球在轉動。
其實，地球在轉動，而人類卻無法感知，主要有兩個原因，一是地球引力令人類站在地球上，要知道這是無窮遠處朝向地球質心的一個彎曲的引力梯度空間，人類在地球表面受到的重力約為9.8N/kg，而地球一天轉一圈的「離心力」竟連0.3%都不到，並且這僅僅是赤道地區受到的離心力，隨著緯度的增加這一數據將變得更小一些，直到離心力則為0的兩極地區，另一個原因是所有物體無一例外的都受到了9.8N/kg的重力影響，並被牢牢的「固定」在地球上，當地球轉動時，這些物體也在一同轉動，如同一艘無比平衡的船隻，在沒有參照物的情況下，沒有人可以分辨出船隻在行駛，因此用星星、月亮和太陽作為參考時，人們會認為是這些天體在進行運動，如今，地球在自轉這一話題已然家喻戶曉，地球24小時自轉一圈想必各位也十分了解，那麼，倘若直升機在萬米高空中懸停12小時，根據地球自轉的原理，12小時後直升機會不會停在地球的另一端？不得不說，這是一個非常迷惑人的問題，因為理論上來說這似乎沒什麼毛病？但有很多人可能都忽略了一個問題，當人類認為紋絲不動時，實際上你已經在地球的強行帶領下進行著高速運動，要知道地球會帶著地球上的物體以及大氣層一起自轉，這說明即便是人類懸停在空中，也會因為他擁有的速度與地球表面一同運動，所以此時的人類相對地球表面來說仍然是靜止的，要知道，正因大氣層在地球的攜領下一起自轉，否則每秒數百米的風拂過時，堪比超強颱風的風力，甚至還要更加猛烈。
其實物理學中也曾明確指出，地球上的一切物體，只要速度沒有超過7.9km/s，都會受到地球引力的影響，也就是重力的影響，因為地球是一個巨大的引力場，速度不夠快的物體必須遵循萬有引力定律，跟隨地球一起自轉，一般情況下，人類向太空發射的衛星，都需要以超快的速度脫離地球引力才能飛向太空，或許你會十分好奇，它究竟要以怎樣的速度才能擺脫地球引力？有科學家計算得出，只有初始速度超過10.848千米每秒的飛行器，才能在一定程度上擺脫地球自轉，成為登月航空器，而地球上絕大多數事物都表明它們無法突破這一速度，即使是大氣層也無法成功的脫離引力的影響，這如同一個人搭乘火車時，高高跳起，無論嘗試多少次，落地後的他依然會落在原地，因為此時的火車如同地球，人類如同直升機，火車一直在奮力地帶著人類行駛，火車行駛時人類也在前進，即便人類可以一直在空中停留，也始終無法離開火車的束縛，所以，將直升機懸停在空中，藉助地球自轉進行移動這一想法顯然是不切實際的。
因為只有不斷地研製速度更快的飛行器，擺脫地球引力的影響才有望實現這一構想，就像人類，無論起跳多少次，他們始終位於地球的表面，所以僅憑雙腳起蹦是無法實現環遊世界這一夢想的，直升機也是如此，雖然直升機可以飛行在很高的天空中，但它依然位於地球的引力場中，或許你會指出，直升機離開地球時，沒有地心引力的控制後它就可以停止不動了吧？但是我們都知道，直升機是不可能飛出地球的，因為直升機的設計不允許它這樣做，再舉一個例子，假如人類搭載熱氣球停留在空中12小時不動，顯然12小時後的熱氣球依然位於原地，它沒有抵達地球的另一邊，也就是說無論你怎樣離開地面，在空中停留了12小時的你都不會前往地球的另一邊，你的位置不會發生移動，你始終位於原地，因為牛頓第一定律也稱慣性定律，當高鐵以300km/h的速度行駛時，人類也會擁有300km/h的速度，要知道，人跳起來的時候，慣性會使物體保持運動狀態不變，只要沒有受到任何的外力幹擾，例如人類跳的同時被乘務員pia飛，那麼，他將與火車一樣保持在300km/h的速度，所以，人類落地時還在原地。
地球也是如此，它作為一個巨大的旋轉體，在赤道的旋轉速度高達466m/s，就連大氣也需跟著地球轉，直升機自然也需跟隨這一均速的慣性，即使直升機在7000米以內的高度中，懸停在空中，這意味著它相對於地面上任何一個點為參照物時，這架直升機都將保持靜止狀態，這種靜止正是這架直升機當前的運動狀態，倘若讓這架直升機懸停24小時，並且不考慮風力的因素，這架直升機相對於地面是靜止的，必然是毫無疑問的，事實也告訴我們，即使直升機在空中「停」一年，也不會跑到地球的另外一邊，大家看到的停字之所以加雙引號，是因為靜止是相對的，只有運動才是絕對的，雖然直升機看上去是靜止的，這僅僅是因為參考系的不同，要知道此刻的地球正帶著山川、河流、海洋、所有的生物及大氣層一起自轉的，也就是說無論人類站在地面上還是跳躍在空中，我們都是有速度的，正所謂坐地日行八萬裡，巡天遙看一千河，即使我們靜止不動，實際上人類也能日行8萬裡，因為地球的赤道周長大約為40076公裡。
介於地球不同緯度上的點線速度大小不同，前文中我們提到角速度的每個點是相同的，根據V=RW（V指線速度、R指半徑、W為角速度），這意味著赤道上的線速度最大，並向兩極逐漸減小，由於距離地面越高的位置，線速度也會相應越大，因為只有這樣才能跟得上地球的自轉，假設這架直升機懸停在赤道上，此時它的線速度為1670公裡每小時，起飛後，當它具備了地球自轉帶給它的初速度飛到10公裡的高空時，此時的角速度是不變的，但半徑已經從原本的6378公裡的赤道半徑變成了6388公裡，如果此時用公式V=RW來計算線速度，顯然這一數值比之前的更大，這說明這架直升機在萬米高空上，從赤道帶來的線速度小於當前所在位置的大氣線速度，或者說這架直升機已經無法跟上地球的自轉，由於這一差別十分微小，因此僅僅12小時，直升機是無法抵達地球另外一面的，它至少需要花費一年多的時間才可能完成這一舉措，對此，小夥伴們是如何看待的？歡迎在評論區下方留言，感謝觀看本期視頻，我們下期再見。