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飛機朝地球反轉方向飛,是不是縮短了距離?我們知道飛機在低高空飛是脫離不了地球引力的,朝順方向飛是不是快點輕鬆點?朝地球反轉方向飛是不是要吃力?就像一個大人用蠅子牽著一個小孩轉,你順著大人轉的方向會很快,反之呢?
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回覆列表
  • 1 # 時空通訊

    問題:飛機要飛到地球另一端,距離一樣的,向東還是向西?地球自轉是不是有一個方向會快點?

    首先肯定回答:不會,因為飛機是在地球慣性參照系裡。

    慣性參照系又叫慣性座標系,簡稱慣性系。如果我們把S作為一個慣性系,則任何相對S做等速直線運動的參考系S"都是慣性系。在慣性系中,不受外力時,一切物體總保持與參考系的相對勻速直線運動或靜止狀態。

    慣性系有嚴格的定義,必須符合牛頓慣性定律描述,需要試驗來確定。但在我們現實生活中,一般可取近似的慣性系,如與地球相固結的座標系是一個很好的近似的慣性系。在地球上,地球就是我們的參照物,相對其他物體,地球就是靜止的。

    地球一個直徑為12742公里的大球,它每時每刻都在以約466米/秒的速度自轉(赤道線速度),以約30公里/秒的速度公轉,其運動方向本身是直線勻速運動的,只是在太陽引力作用下被拉扯著走一個橢圓軌道。

    在地球重力的作用下,我們人類和各種物體都被牢牢吸引在地面上,如果沒有外力,我們就一直會與與地球一起做著同樣勻速運動,無法覺察到它是在動的。

    在地球慣性系裡,相對地球上的一切物體,地球就是靜止的。

    在地球這個大慣性系裡,人類和地球上一切物體,輪船、高鐵、飛機甚至風雨雷電,都是這個慣性系裡的物體,地球相對這些物體就是靜止的,這些東西只有藉助外力才能夠移動,但不管往東西南北哪個方向移動,都是相對地球座標移動,不存在哪邊快些哪邊慢些的問題。

    我們感覺不到地球在動,但看看日月星辰,東昇西落,就知道地球在自轉了;地球自轉軸有個傾角,Sunny照射到地球上的位置就會隨著公轉而變化,就有了一年四季春夏秋冬,由此我們才能夠感覺到地球在公轉。

    連地球上的大氣、風雷雨電都在地球這個近似慣性系裡,跟著地球一起執行,飛機飛離地面還是在這個慣性系裡,只有透過外力取得加速度,才能夠改變地球慣性系裡的執行狀態,改變這種狀態的的速度以外力的大小成正比,而不是與地球自轉有關。

    因此不管是你順著地球自轉公轉方向飛,還是反著方向飛,不會出現哪個方向更快的效應,但會出現晝夜時間的變化。如果你一直向西飛,就好像一直在追趕落山的太陽,這樣白天就會長一些,而向東飛,就是與太陽背道而馳,白天就會更快的變黑夜,而黑夜也會更快迎來日出。

    任何近似慣性系裡的參照物是靜止的。

    這裡打個比方,如果你在一艘輪船或者高鐵或者飛機上,可以認為這個運載工具是一個近似小慣性系,乘客在與這個運載工具相同速度在執行,運載工具相對他們就是靜止的參照物。這時候,你往輪船或高鐵或飛機的前進方向或反方向走,會覺得不一樣嗎?當然,這些運載工具都很小,而且在行進中並非完全處於直線勻速,會有轉彎或上下坡度,輪船上還有風向,就一定程度影響你前進速度和力度。這些擾動,在地球這個大慣性參考系中,就基本可以忽略了。

    客機一般飛行速度在800~1000公里/小時,實際上我們也在以這個速度運動,因此相對飛機就是靜止的。如果飛機很平穩地執行著,我們幾乎感覺不到它在運動,只有看窗外,才能夠看到物體都在向後飛馳。這與我們在地球上看到日月星辰在東昇西落,知道地球在自轉是一樣的道理。

    如果你坐在飛機中部,要上廁所,往前走或往後走根本與快慢無關,那麼你覺得往哪邊走快點呢?還有一個簡單辦法檢驗你與飛機高鐵的相對靜止狀態:飛機每秒以200多米的速度飛行,高鐵在以每秒近百米速度疾馳,你如果站在上面,往上一跳,就會往後飛幾十上百米嗎?不會,你在哪裡跳起來,還是落到哪裡,說明高鐵、飛機相對你是靜止的。

    這與飛機在地球上飛,地球相對飛機是靜止的一樣的道理。人也是地球慣性系裡的物體,也跟著地球自轉以每秒466米速度執行,如果飛機向不同方向飛會有速度不同,那人類朝不同方向跑也不就有不同了嗎?而且人在地球上跳高跳舞不都有問題了,跳起來一下,不久走了漂移了幾百米了?那跳遠反著自轉跳要跳多遠啊?

    太陽是一個更大的慣性系。

    其實,太陽也在圍繞著銀河系中心狂奔,速度達到每秒約250公里,公轉週期,也就是圍繞著銀心轉一圈需要約2.5億年。因為地球是在太陽慣性系裡面,因此太陽相對地球就是靜止的,感覺不到太陽在狂奔。在古代矇昧時期,人們並不知道這些,而是把地球作為參照系,看到的日月星辰就圍繞著地球轉,由此形成了地心說。

    因此選擇慣性參照系很重要。現在的人造飛行器往行星際或太陽系外飛去,就不能以地球為參照系,而必須以太陽為參照系,人造探測器飛行的速度就是相對太陽的距離計算的。如旅行者1號現在每秒速度為17公里,就是相對離開太陽的速度。相對地球速度卻要根據地球執行的方位,離開速度有時快有時慢。

    而飛機受地球參照系影響,飛行速度是與地球地面座標為依據,是在與地球同步執行基礎上,透過外力做功形成的非座標系速度,因此不管往哪邊飛,理論上速度都只受功率影響。但有一點需要考慮,就是地球自轉會一定程度影響大氣流動,而飛機飛行過程會受到風速等影響,但這種影響較小且隨機性大,總體上地球自轉公轉與速度快慢沒有明顯關聯。

  • 2 # 桃花園過客

    雖然地球自轉不直接影響飛行,但是地球自轉引起太陽東昇西落,太陽輻射的光壓使赤道附近的大氣在平流層穩定地向西環流,所以若是在赤道南北20度內,飛機向西飛要快一些。

  • 3 # 劍鋒過了不留痕

    關鍵是你所說的這架飛機,是指能夠進入太空飛行的太空梭,還是指只能在大氣層內飛行的一般客機或貨機?

    如果是指能夠進入太空飛行的太空梭,那跟地球的自轉當然是有一些關係的。地球自轉是由西向東的,太空梭進入太空後飛行方向與地球自轉的方向相反由東向西當然會快點。

    如果是指只能在大氣層內飛行的一般客機或貨機,那跟地球自轉是沒有多大關係的。

  • 4 # 不服軟的小軟

    搜尋一下北京往返巴黎的直飛客機飛行時間,我們會發現,飛機從北京飛到巴黎需要接近11個小時,而從巴黎飛到北京只需要10小時多一點。

    確實有一個方向會快一點,但並不是由於地球自轉導致的!

    飛機即便飛到了萬米高空,也沒有脫離地球引力的束縛,在沒有其它因素的影響之下,不論從哪個方向飛,只要飛行速度相同,用時都是一樣的!這就好比我們乘坐高鐵時,不論是朝前行方向走還是朝反方向走,都不會有什麼差別。

    那飛機朝某個方向飛更快一些是因為什麼呢?

    這主要是因為,在地球的高空中,存在著大風“咆哮”的西風帶。在極地和赤道冷暖差異以及地球自轉產生的地磚偏向力的共同作用下,在地球中高緯度的高空中,形成了一個颳著狂暴西風的西風帶,其中的風速可達40~60m/s,相當於14~17級的風!

    當飛機順著西風帶自西向東飛行時,在風助推下,飛機可以飛行地更快一些;而當飛機逆著西風帶自東向西飛行時,飛機就會飛得慢一些,耗時也就更長。

    如有不準確之處,望不吝賜教!

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