地球自轉時,直升機在空中懸停12小時後,會移動地球的另一邊嗎?

2020-12-21 沫史思今

前言

隨著社會發展越來越快,人們對於地球有了更加深層的的認知,就比如在古代人們認為地球是一個碗狀的,他們一直在地上走著,而天空卻在四周包圍著,因此古代的人們便有了天圓地方的說法,後來隨著隨著社會的發展最終人們成功飛出太空,並且看到了地球的全貌以後,才真實地球是一個橢圓狀的球體,並且還是自轉的,16世紀的時候,哥白尼通過《天體運行論》為地球的運動做了有效的依據。

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我們通常所說的24消失,也就是一天,其本質上就是地球自轉一圈的時間,並且由於地球是一個固態的星球,因此地球整體的自轉角速度是一致的,因此赤道附近的自轉角速度是最快的,大約每天轉動的距離是40000公裡,速度最高可達465米/秒。不過即便地球的自轉速度這麼快,我們卻依然無法感受到地球的運動,因此我們只能通過一些現象來驗證地球是在運動的,比如我們常見的東升西落,其實就是地球自轉的結果,只不過這是用一個靜止的東西為參照物的,這就為何許多人看到的是太陽在運動的原因,晚上的星空也是同樣的道理。

地轉偏向力就是地球的自轉引起的,簡而言之就是地球運動所產生的分力,並且因為這些地轉偏向力的存在,就會使得有些地方出現季風,在某種程度上依然推動了航海事業的發展,同時這個地轉偏向力也會影響到熱帶低氣壓的移動,當然這些影響並不能起到決定性作用,更多還是靠著幾何的作用,很多人曾經有過諸多的疑惑,那就是當一架直升飛機在空中懸停12個消失以後,那麼飛機會不會因為地球的自轉原因來到地球的另一邊呢?

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其實這個想法是不會實現的,當直升機停留在空中以後,下面的草坪並不隨著地球的自轉而變化,這裡面其實非常的簡單,因為當直升機懸停在空中的時候,因為慣性的原因,所以直升機也會跟著地球一起在運動,並且地球在自轉的過程中,地球表面的東西都因為慣性的原因和地球一起做運動,只不過由於相比較人類而言,地球是非常巨大的,並且在太空中的自轉也是比較穩定的,因此我們一般無法察覺地球的是運動的,再加上我們一般都是將靜止的地球的表面作為參考物,因此我們所看到的都是靜止的。

在地球表面的直升機本身就是在跟隨著地球的運動而運動,而它懸停在空中的時候,也僅僅只是抵消了來自地球的重力,卻無法抵消來自地球自轉引起的水平慣力,因此,在沒有水平方向力的情況之下,直升機的運動狀態一直都是剛開始的狀態也即是給這地球的自轉在運動,不過是過多久,直升機下面的位置也不會變化。如果想要消除這個慣性,就需要再讓懸停狀態下的直升機有一個水平方向的加速度,並且這個速度是與地球的自轉速度是一致的且方向相反。

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倘若在赤道上空的話,則需要將直升機的水平加速度提升到465米/秒,這樣在12小時以後,直升飛機才會飛到地球的另一邊,而這個速度以目前的科技水平顯然還沒有辦法做到,甚至一半的速度都沒有,目前直升機的最高速度也不過只能做到100米/秒,想要在赤道上完成這項實驗顯然是不現實的,不過這個速度在地球緯度較高的地區是勉強可以實現的,那就是緯度77.5度的地方才可能實現這樣的實驗,簡而言之就是只有在緯度77.5度或者高於這個緯度的地方;

上述的那個實驗才有可能實現,使直升機真正的"懸停"在半空之中,並且12小時以後,直升機的下面已經是另一番景象了,當然其實還有一個方法也可以證明這個實驗,那就就當我們站在赤道線上的時候,向上起跳,此時的我們會在空中停留0.5秒的時間,此時可以看一下我們腳下的地方,如果地球表面從宏觀我們的腳下通過的話,那麼我們在起跳落地的之後的位置應該在距離之前位置的232.5米出的位置,然而事實上這是如此嗎?答案顯然不是這樣的。

結語

還有一個類似的實驗,當我們在一列封閉的沒有開動的火車裡放置一個飛行的無人機,當火車啟動的時候,此時還在空中的無人機會不會因為火車的瞬間啟動而甩到火車的尾部呢?這個問題很多人都會不同的說法,那麼你覺得此時的無人會移動嗎?

參考文獻:

《天體運行論》

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