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为什么飞机不悬停在天上,等地球从它下方通过呢?

2017-03-20  |  怪罗科普 收藏(167)  | 

我们都知道,地球绕地轴每24小时完成一个自转周期。那么很多人可能就会这么想,为什么飞机不直接停在天上,等着地球自转,然后在目的地转过来的时候,然后再直接着陆呢?这样不是能节省燃料,减少飞行成本吗?

答案肯定是不行的,因为这样反而会消耗数量惊人的燃料,使飞行成本大大增加。

地球的自转速度有多快?

世界上有很多确定的事情不需要解释。就像2 + 2等于4,而不是5一样,地球一直在绕地轴自转。但是地球并不小,让我们无法看到山、森林、建筑物和其他结构在不停地转。事实上,我们很难察觉到地球自转,这就会导致我们提出这样的问题。

其实,地球的自转速度非常快。在赤道,地球的自转速度最快,约为1670千米/小时(约466米/秒)。从赤道到两极,这个速度逐渐减小。地球的自转速度比很多东西都快,包括最快的火车、汽车,甚至子弹!不过,有一件事是很清楚的……

大气不是静止的,它的移动速度也非常快

人们的另一个误区是:大气只是“位于那里”包裹着整个地球而已。然而,事实并非如此。大气不是一个单一的整体,而是与地球一起移动的气体和其他成分的集合。事实上,如果没有地球引力束缚着大气,它早就逃离地球了,甚至从一开始可能就不会存在。由于地球自转,大气是被“拖拽”着沿地球表面旋转,而不是静止的。

为什么不让飞机悬停在天空,等着地球从下方通过呢?

现在,我们已经了解了这个想法中涉及的两个重要因素,应该更容易理解这个想法行不通的原因。想象一下:你从建筑物的顶部扔下一块石头,它会落在建筑物旁边,而不是由于地球自转而远离。

按照“飞机悬在空中等地球从下方通过”的推理,石头不应该落在距离建筑物底部至少几米远的地方吗?在扔下石头和它击中地面的时间间隔内,没有因地球旋转而把建筑物移开吗?

同样,当行走时在空中扔球,它会落在手中而不是身后。如果飞机可以等到目的地,那么球应该落在身后,因为地球在自转,人在球下移动。

然而,这些情况都是不可能会出现的。

这是因为,当飞机停在跑道上时,由于地球自转的惯性作用,飞机已经以非常高的速度(每秒数百米)随着地球一起运动。当飞机起飞时,它的最终速度是两个不同速度的总和:通过自身引擎驱动而获得的速度,以及由于地球自转而已有的速度。

地球自西向东自转,所以当飞机起飞时,它已经在向西移动。当飞往位于机场西边的地方时,飞机加速度必须比向东行进时更快。这意味着飞机向东行驶时,由于地球在下方滑动而不必有太大的加速度。

如果坚持让飞机在高空中等待目的地自己到达的话,那么需要做的第一件事是保持飞机可以长时间悬停在高空(因为飞机不是为了“悬停”而制造的)。由于大气随着地球一并旋转,如果想让飞机相对于地球自转是静止的,就需要燃烧大量的燃料才能抵消掉。总之,不管在经济上还是实际上,这都是不可行的。

因此,如果这个问题再次出现在你的头脑中,不妨这么想一想:在一辆不加速的公交车里面跳一下,能通过让车子在自己下方移动,使自己从车的前面移动到后面吗?

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