飞机悬停还会跟着地球自转(直升机悬停12小时后)

不知道有没有人想过这样一个问题:高铁的速度那么快,要是在高铁上跳起来,会不会一下子跑到了后面的车厢?

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同理,将地球看作高铁,每自转一圈24个小时,赤道上的速度是每一秒钟465米。按照地球的经度来算,每隔15度,时间过去一个小时。那么12小时后,就算转过了地球半圈。

所以,如果直升飞机在空中悬停12个小时,会不会就到了地球的另一边了?那要是真的可以,一天就可以环游世界?对于这个想法,基于现实的原因,不得不笑着说一句:少年,脑洞真大。

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引力牢牢抓住一切事物

按理说,地球在这样高速运转的前提下,应该会将附于其表面的一切事物甩出去才对,但实际上却没有,这是为什么?

很简单,那是“万有引力”在牵制。地球上的山川湖海、飞禽走兽全部都在它的引力之下,所以就算我们奋力一跳,也只会被引力拉着回到地面,如果失去了引力,可能就会直接飘起来,类似于月球和太空中漂浮那样。

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当然除了“万有引力”,还有一点就是:自转速度不足。我们可以想象或者试验一下,将一个浸湿的球快速旋转几周,很容易就能将水甩出去,传统的洗衣机脱水就是这样的原理。

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旋转甩水的球体

而地球自转一周要花一天的时间,单从速度看来非常快,但对于质量庞大的地球而言,周期时间就拉得太长了。除非它也将速度提到一秒钟一圈,那就有可能将地表上的事物都甩出去。

所以在它的引力下,地球对于我们来说就是相对静止的存在,物质可以在地表自由活动。

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洗衣机脱水

绝对运动和相对静止

运动是所有物质的固有属性,是绝对的。而静止是相对的,当物质没有产生质的变化,或者在特定的场合中没有特定的运动方式,在这个层面上,它就可以看作是静止的。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

在地球上生活着的生命,基本不会发现地球本身是在做“自转”运动,但通过对天体位置变化地观测,我们可以发现有“运动”的事实存在。我国古代就有地球运动的相关猜想记载:

天左舒,地右辟。——战国·《尸子》;地不满东南,天不足西北。——《黄帝内经》

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

这里就已经提出了地球“自西向东”旋转的猜想,只是当时没有什么可以为此想法提供论证,直到1543年哥白尼提出“日心说”之后。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

初中的时候,我们在地理课上学到了古人对于天地关系的理解与阐述,其中有存在误解的“地心说”一论。这个理论主要是将地球作为宇宙中心,认为地球本身不动,其它位置发生偏移的星球都是围绕地球运转。

这当中存在的认知型偏差,主要是看被参考的参照物比对选择。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

在宇宙这个大环境中,地球除了在做自转和绕太阳公转以外,还在跟随着太阳系围绕银河系公转,它是不断运动的;而在地球上,我们感受不到地球的运转,可以将它看作是一个静止的存在,我们通常会借助各种交通工具实现快位置的速移动。

但要强调的是,地球的旋转运动不仅仅限于地表,它还带动着引力范围内的各种物质一起形成相对独立的空间,产生位置变化。可以说在这个范围内,所有物质(包括看似静止的个体)都在同步运动。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

空间独立

在一个封闭的车厢,车体运动时也带动了内部的空气和其他物质,相对于外部的空间独立出去,所以在高铁上蹦一下并不会被甩到后面的车厢去。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

同理,地球也有一个相对于太空和宇宙的独立空间,我们可以将它的边界看作是大气层或者引力作用消失的地方。

所以在宇宙中,地球像是那个运动中的“高铁车厢”,虽然连带着大气层和受其引力影响的所有物质一起,在运动轨道上高速旋转,但对于它所携带的物质来说,地球依旧没动,它们运转的速度就相当于不存在,彼此之间在这一方面失去了相对作用影响。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

当直升机悬停在空中,看似静止,实则也还正在地球整体自转和公转的独立空间范围中,它的静止状态只是针对其它存在运行速度的物体相对而言,但用地球来做参考的话,它们还是在同步运动。因此,悬停的飞机不可能在12个小时后出现在地球的另一边。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

可以怎么移动位置?

如果我们反过来推,假设要让飞机在12小时后来到地球的另一端,那我们就要将地球和飞机的运动从同一个独立空间中分开,给飞机制造一个相对于运动的地球来说静止的状态。这里有两个方法可以实现:

第一,就是上面说的,脱离地球运动的控制范围,甩开引力和地球运动带来的惯性影响,真正“悬停”在空中,这样就能让飞机在“不动”的情况下,于12个小时后来到地球的另一端。

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加油的飞机和跳伞的人相对运动

第二个办法,如果不离开上述影响范围,那就要和地球的自转方向做相反运动,同时还要赶上它自转的运动速度。这样对于运动的地球而言,飞机才算得上“相对静止”,12个小时后就能到达地球另一端。

但这第二个办法有个不能满足前提,那就是飞机的飞行速度基本上不能跟上地球的自转速度,真要想赶上的话,那就的往极圈方向移动了。

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地球自转速度

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