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……
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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