地球的自轉對飛機有影響嗎?

三毛萬物探


問題的本質在於運動的相對性。地球的自轉對飛機有影響,但是可以忽略。


1、自轉的地球

地球不僅僅自轉,還有公轉,還有隨著太陽系、隨著銀河系的運動。在不同的參考系中,具體的運動形式不一樣。所以,運動是相對的。本問題中,我們已地球為參考系。

地球自轉的時候,地球上所有的物體,都被帶動一起隨著地球的自轉而運動,包括地球上的大氣,這與飛機密切相關。下圖中,黃色為大氣,跟著地球一起自西向東旋轉。

2、飛機飛行原理

無論是固定翼還是直升機,能夠離開地面的原因在於翼型能夠產生升力。當空氣與機翼存在相對速度時,根據伯努利方程,形成向上的升力。

3、自轉的影響

正如前面所說,地球自轉,帶動地球大氣一起自轉。因此,無風情況下,地球與大氣是相對靜止的。飛機的起飛飛行,運動都是相對於地球而言,這種情況下,地球自轉對飛機沒有任何影響。

但是,大氣層是流體,飛機在大氣層中飛行。流體的一個特點就是滯後性,或者說存在一個類似於阻尼的東西。底層大氣密度大,轉速就是地球的轉速,外層大氣密度小,轉速要小於地球的轉速,如下圖。大氣層的高度相對於地球半徑較小,因此忽略角速度的影響。

這就表示,飛機飛的越高,自轉對其影響也就越大。假設飛機以相對地面的速度V前進,由於高層大氣有相對向後運動的趨勢,那麼實際上飛機相對於這個高度空氣的速度要略大於V。速度越大,升力也就越大,飛機會越飛越高。實際上,不存在這種可能。飛機的速度都是由空速管實測而得,這個速度就是當時高度飛機相對於空氣的速度。這個速度,要比地面略大。

4、總結

由於空氣的滯後性,高層大氣層隨地球的速度小於地面,使得飛機的相對速度略大。


力學Nerd王小胖


歡迎收看三毛萬物探

有人曾提出過這樣一個問題,如果一架飛機飛到高空中,然後靜止不動,那麼過上一段時間後,它是在原地還是已經到達其他的地方?


如果站在外太空看地球,我們是可以明顯的看出地球在自轉,地球上的人和物體都在跟隨著地球一起轉,但我們處在地球上是感覺不到地球的轉動,而且地球的轉動速度還不低,赤道上的運行速度可達到每秒400多米,這個速度是非常快的,正是有如此的速度,一些人才誤解認為,飛機停在赤道上不動,12小時後飛機也運行了兩千多里,這不輕鬆就可以到達美國嗎。

但事實上,這只是人類的一個幻想罷了,學過物理的朋友都知道,所謂的靜止是相對的,沒有絕對的靜止。我們在太空中看地球是以太空為參照物,所以看到的地球是運動的,如果我們在地球上,參照物就是地球,這樣看地球,地球就是靜止的,所以飛機就算飛到高空靜止不動,但這個時候地球也是相對靜止的。



所以,地球的自轉對飛機沒有影響。不過,科學就是有最初的幻想,才有後來的實踐,這就是科學的魅力,把人們腦子幻想的不可能實現的東西,慢慢的變為現實。

謝謝收看,歡迎在下方留言。


三毛萬物探


當然有影響,那就是飛機只能跟著地球自轉。要擺脫地球自轉,就必須用火箭。


分享到:


相關文章: