為什麼飛機不懸停在天上,等地球從它下方通過呢?

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我們都知道,地球繞地軸每24小時完成一個自轉周期。那麼很多人可能就會這麼想,為什麼飛機不直接停在天上,等著地球自轉,然後在目的地轉過來的時候,然後再直接著陸呢?這樣不是能節省燃料,減少飛行成本嗎?

答案肯定是不行的,因為這樣反而會消耗數量驚人的燃料,使飛行成本大大增加。

地球的自轉速度有多快?

世界上有很多確定的事情不需要解釋。就像2 + 2等於4,而不是5一樣,地球一直在繞地軸自轉。但是地球並不小,讓我們無法看到山、森林、建築物和其他結構在不停地轉。事實上,我們很難察覺到地球自轉,這就會導致我們提出這樣的問題。

其實,地球的自轉速度非常快。在赤道,地球的自轉速度最快,約為1670千米/小時(約466米/秒)。從赤道到兩極,這個速度逐漸減小。地球的自轉速度比很多東西都快,包括最快的火車、汽車,甚至子彈!不過,有一件事是很清楚的……

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大氣不是靜止的,它的移動速度也非常快

人們的另一個誤區是:大氣只是“位於那里”包裹著整個地球而已。然而,事實並非如此。大氣不是一個單一的整體,而是與地球一起移動的氣體和其他成分的集合。事實上,如果沒有地球引力束縛著大氣,它早就逃離地球了,甚至從一開始可能就不會存在。由於地球自轉,大氣是被“拖拽”著沿地球表面旋轉,而不是靜止的。

為什麼不讓飛機懸停在天空,等著地球從下方通過呢?

現在,我們已經了解了這個想法中涉及的兩個重要因素,應該更容易理解這個想法行不通的原因。想象一下:你從建築物的頂部扔下一塊石頭,它會落在建築物旁邊,而不是由於地球自轉而遠離。

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按照“飛機懸在空中等地球從下方通過”的推理,石頭不應該落在距離建築物底部至少幾米遠的地方嗎?在扔下石頭和它擊中地面的時間間隔內,沒有因地球旋轉而把建築物移開嗎?

同樣,當行走時在空中扔球,它會落在手中而不是身後。如果飛機可以等到目的地,那麼球應該落在身後,因為地球在自轉,人在球下移動。

然而,這些情況都是不可能會出現的。

這是因為,當飛機停在跑道上時,由於地球自轉的慣性作用,飛機已經以非常高的速度(每秒數百米)隨著地球一起運動。當飛機起飛時,它的最終速度是兩個不同速度的總和:通過自身引擎驅動而獲得的速度,以及由於地球自轉而已有的速度。

地球自西向東自轉,所以當飛機起飛時,它已經在向西移動。當飛往位於機場西邊的地方時,飛機加速度必須比向東行進時更快。這意味著飛機向東行駛時,由於地球在下方滑動而不必有太大的加速度。

如果堅持讓飛機在高空中等待目的地自己到達的話,那麼需要做的第一件事是保持飛機可以長時間懸停在高空(因為飛機不是為了“懸停”而製造的)。由於大氣隨著地球一並旋轉,如果想讓飛機相對於地球自轉是靜止的,就需要燃燒大量的燃料才能抵消掉。總之,不管在經濟上還是實際上,這都是不可行的。

因此,如果這個問題再次出現在你的頭腦中,不妨這麼想一想:在一輛不加速的公交車里面跳一下,能通過讓車子在自己下方移動,使自己從車的前面移動到後面嗎?

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