如果飞机在万米高空停12小时,根据地球自转原理,12小时后会不会停在地球另一端?

取个命字好难


答:这就是一个相对速度的问题,你要是能保证飞机相对于地轴没有相对位移(在太阳参考系中),那么12小时后你就会到达地球另外一端,但是付出的代价远比你正常飞到地球另外一端高很多。


飞机从一座城市飞到另外一座城市,我们选取的参考系一般是地面,此时飞机的飞行速度指的是相对于地面的速度。然而我们知道,地球存在自转,自转周期是24小时。



从空间上看,我们把飞机停在空中,然后地球旋转飞机不跟着旋转,那么12小时后,飞机当然处于地球的另外一端,这点是毋庸置疑的。


但是,我们要把飞机停留在空中是很困难的,因为地球大气本身跟着地球自转,我们把飞机停在空中,那么大气层相对于飞机就有相对运动,此时飞机既要克服空气阻力,还要克服地球的引力。



最终结果是,飞机需要消耗巨大的能量来维持悬停状态,与飞机正常飞到地球另外一端相比,是不值得的。


我们拿数据说话:赤道处接近地面的直升机,需要以464m/s(1670km/s)的速度自东向西飞行,才能保持和地轴相对静止的状态“相对于地球悬停”,在实际当中是根本不可行的。




好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


看了一眼下面的回答,越来越气愤,有的人连基本物理知识都不具备就乱说一通。有的更是在诋毁题主。一切问题都有思考的价值,一切思考都有其独特的意义,这句话在回答问题的几位身上已有体现---连这个问题都没有思考明白就大放厥词,足见这道题对以下诸位都多大的价值。

回归问题本身,产生多解的关键,在于题主的“停”字,停表示静止的一个状态。在不强调参照物的基础上,我们一般认为是以地球作为参照物描述物体运动的。以下我们分别从相对太阳静止和相对地球静止两种情况讨论。

(1)相对太阳静止:如果相对太阳静止,那么恐怕是不可行的。地球公转一周需要一年按365天计算即8784小时,12小时内地球公转角度约为0.02rad,换算为路径长度约1283435.3千米,也就是说12小时后地球与飞机之间的距离已经是1283435.3千米了...如果题主认为相距这么远无所谓,只考虑是否到地球另一面的话,那么可以看下一种情况了。

(2)相对地球静止:相对地球静止即认为是同地球一起做公转运动。这时要考虑的是地球与飞机之间有没有相对运动。很多人拿苍蝇的例子说明飞机与地球是相对静止的,认为没有相对运动,这是不正确的。我们假设飞机是直升飞机,那么飞机自地面直升起飞继承了地面的初始速度,即该点出地球自转所产生的速度,大小为V0=w*R,其中w为地球自转角速度,R为该点到地心的距离认为6400千米。等飞机到达万米高空时,轨道半径已经是6410千米,原先继承的线速度已经跟不上地球的步伐,所以直升飞机正下方的点将不再是原来起飞的点。那么在这种情况下,需要多久到达地球的另一端呢?其实就是起飞点高空一万米处与飞机运动距离差半个地球周长的时候。即t=6410π/w(6410-6400)=7704.002小时。

所以到达另一端是可以的,但不是12个小时。除非保持飞机沿着地球公转半径起飞,并静止在这条半径上。


锦绣科学小镇


什么叫“在万米高空停12 小时”?停是相对于什么停着?如果你能做到让飞机相对于天上的太阳不动,12小时后飞机必定出现在纬线圈的另一端,24小时后必定又回到之前的位置。必须要这样。

中国古代的神话传说中就有一位人物要实现这样的壮举,他就是夸父。他做了一件惊天地泣鬼神的大事,他不要黑夜,他要一直有光明,所以他要和太阳保持相对静止。

人类生活在地球上,一般而言,所谓的静止、运动都是相对于地面。如果飞机相对于地面悬停在高空,不论多少小时,只要飞机能悬停在那里,它相对于地面就是不动的。

而夸父是要和太阳保持相对静止,他就必须在地面上奔跑,太阳向西走,他必须跟着向西跑。如果夸父有个腾云驾雾的本领,他就能够在空中驾着祥云和太阳保持相对静止。在夸父看来,此时他就是相对于太阳悬停在空中。夸父不动,地球在转,这样过24个小时,地球又会转到之前的位置。

人类现在的技术完全可以做到夸父追日。地球赤道上的点绕地球自转的线速度大约是466米每秒,如果战斗机在赤道上方以460余米每秒的速度向西飞行,12小时后必然出现在了地球的另一端。当然这里的悬停不是相对于地球不动,是位置相对于太阳不变。如果在低纬度的话,飞机的飞行速度还可以减小到客机的速度。目前,在有些加拿大和俄罗斯之间的客机上就能体验夸父追日的震撼。


刁博


肯定不会,飞机在没起飞前,就具有和地球一样的自转角速度(相对于太阳),故而飞机相对于地球完全静止,相对于太阳和地球同速在做自转运动。等飞机飞上天空,飞机的速度(相对太阳)就会比地球自转的速度快点,根本没有办法相对地球停下来。因为一旦相对地球静止,那么就意味着飞机机翼的上下部空气停止流动,飞机将失去升力,做一个自由落体运动而坠毁。



这道题目就是弄混了各个参考系,地球自转是相对于太阳,让太阳做参考系。一般我们说的飞机速度是相对于地球,让地球作为参考系。而题目前段是以地球为参考系,后半段友以太阳为参考系,完全是混乱的。



如果统一起来,全部以地球为参考系,那么就不存在地球自转一说,飞机当然也无法停下来。



如果统一起来全部以太阳为参考系,那么让飞机相对于太阳静止(停下来),而不是相对于地球停下来,那么可以做到飞机万米高空停12个小时候出现在地球另一端。但这个时候,飞机相对于太阳静止,就相当于飞机以和地球一样的自转角速度逆着地球飞,这完全不是题目中的停止。


PhD肖


相对于什么停?怎么停?根据题意应该是指相对于太阳停住。

然而必须告诉你,“根据地球自转原理”飞机要停在万米高空就相当于要不停向西飞。因为整个地球包括大气层都在转,都携带了地球自转的角动量,飞机要相对于太阳静止,就得先抵消掉自身携带的地球自转角动量,然后还得抵消大气层携带的角动量。这其实就相当于飞机一直往西飞。。。。只要速度合适自然能在12小时后飞到地球另一边了。。。。



如果认为飞机是悬停在那里就错了,飞机是必须跟着地球转的,万米高空也就飞机的正常巡航高度,飞机必须使劲飞才能相对于太阳悬停。

所以你的问题说的情况是不存在的。当然如果你说的停就是指这个那就题目说得对....


星宇飘零2099


这个问题我来说一下,首先楼主的提问是脑洞大开是假设。实际上是做不到的,飞机不可能在天空中一个地方停12个小时,如果飞机在空中停止运行了,会产生两种结果。一种是掉下来烧毁,一种是不消耗能量的随机自转,道理跟卫星一样,讲到底它还是会运动的。12个小时之后不会在地球的另一端,也就是说在什么地方不能确定。

我们知道地球是在不停旋转的,所有地球上的东西都会跟着旋转,由于参照物不同,我们眼睛看到的,感受到的都是不同的。如果以太阳为参照物我们能感受到白天黑夜之分,如果以某个房子为参照物我们感觉不到它是运动的,因为房子始终在你身边。

我国在47年前发射的东方红人造卫星,到今天为止,还在不停旋转,它是不消耗能量的,任务早就完成了,不要它了。因为当时我们国家没有收回卫星的水平,也就是说当一个设备或者东西脱离地球引力后,会一直不停旋转,不可能在原来的位置,也不可能在地球的另一端。





国航弱电总工程师


达到一定条件是可以的

简单分析一下:

地球在自转的同时也在围着太阳公转,假如飞机静止在空中,也就是相对太阳静止,那么随着地球的公转,飞机会离地球越来越远,只能等一年后地球转回来。

大概情况如下图:


如果想达到题主的要求,那么只能是太阳、飞机、地球三者始终在一条线上,也就是飞机也要随着太阳公转,并且公转的周期和地球一样是365天,公转的轨道和地球的轨道是同心圆。随着地球的自传,12小时转了半圈,大致可以理解为到了另一端。

如下图所示:

这样好理解么~~


如今入戏太深


从这个问题的一堆回复中,发现我们的网民能静下心思考问题的人,少之又少,更不用说冷嘲热讽,自以为多聪明似的。

有些人拿着火车的惯性系统来回答,可问题是火车基本上是一个封闭的系统,火车里空气在火车匀速运动过程中,其速度和火车是完全一致的,火车里的苍蝇自然和火车一起前进而无须拍动翅膀。

用飞机来问这个问题有点不恰当,因为飞机无法停止运动。

我想这个问题可以用改一个问法:

假设有一个真空的球,直径够大外壳够轻又不会瘪掉,让这个球浮到足够的高度,同时没有风,这个球是不是跟着地球转动而始终在地球某一位置的上方?

当我这样问的时候,突然发现“没有风”的假设是非常有疑问的。

因为,地球上方的空气,尤其在空气稀薄的高空,是不是跟着地球一起完全同步转动,实际上本身就回答了这个问题!

另外一个可以进行研究并解答这个问题方法,就是研究地球上的海水是不是存在一个由于地球自转而产生的反向的洋流?假如存在这个反向的洋流,那么我认为这个球就可以像题目说的一样,可以到达地球的另一端。假如不存在这样的洋流,我就弄不清楚了。

我暂时没有答案,只不过提供我的思考方法。


我是谁谁是我谁是谁2


地球表面万米高空悬停静止的物体并没有逃离地球引力,还是会随着地球同步转动,不管多少时间还是在原地上方。可以了解一下地球同步卫星,对地静止,离地表36000公里,飞机高度才10公里。



丁开正周易课堂


这么多解释,说了半天也没说出其中道理,谁都知道运动是相互的。重点不是运动相互的,题主是想问,为什么飞机,或者直升飞机,脱离地面之后,不能一直停着等地球转。

我来说吧,飞机起飞之后还是会受到地球的引力,所以依然受到地球惯性,被引力拉着跟着地球的自转一起转。所以如果在天空中停着的话,除去气流等因素的影响,会一直与地球保持相对静止。如果要脱离地球的惯性,必须要达到第一宇宙速度(或者第二宇宙速度?初中物理记不清了),才能和地球引力相抵消进入太阳系惯性体系。


分享到:


相關文章: