如果地球一直在自转,那用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后会降落会在不同地点吗?为什么?

大鳌孙生


物体位置的变化叫做机械运动,物理中的运动,指的就是机械运动。自然界中的一切物体,大到天体,小到微观粒子,都处在永恒的运动之中,绝对静止的物体是不存在的,所以说运动是绝对的。但对运动的描述是相对的,是相对于选定的标准物而言的。



判断物体是否运动和如何运动时,被选做标准的物体叫做参照物。研究对象相对于参照物的位置发生变化,就是运动的,相对参照物的位置不变,就是静止的。

那么,用直升机吊起一个人悬停在天空,参照物是什么物体?毫无疑问,地球!因此,所谓“悬停在天空”,就是人相对地球的位置不变,而地球是自转的,所以人也是随地球一起转动的。人如果降落,在水平方向由于惯性要保持原来的运动状态,以与地球同样的速度转动,最终落在同一地点。


甜甜向上314159


如果地球一直在自转,那用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后人基本上还是降落会原地!

因为直升机虽然悬停在天空,但是实际上由于距离地球非常近,它依然要受地球的万有引力作用!从而依然要随地球自转!而人当然也在随着地球自转!现在焦点问题是,直升机和人的自转速度到底与地球自转速度有多大差距!

这一点可以由高中物理知识计算!直升机和人在地球表面时,万有引力提供向心力,即G*M*m/(R^2)=m*w^2*R

(其中G为万有引力常数,M为地球质量、m为直升机加人的质量、R为地球半径,w为自转角速度)!

可以将上面的式子化解成:

w=(G*M/R)^(1/2)

因此当直升机将人悬空在比如1000米高空!那么其角速度应该变成:

w‘=(G*M/(R+1)^(1/2)

然后让w'/w就可以得到:

w’/w=(R/(R+1))^(1/2)

而地球平均半径为6375千米,代入上式得:

w’/w=0.999921577853465

可见,即使直升机在1000米高空将人悬空,然后释放,由于地球自转角速度略微大于人的自转角速度,落地地点会和悬空点有差距!但是,其差距仅有不到十万分之八!完全可以忽略不计,可以认为人仍然要落回原地!


地震博士


会降落在不同地点,我今天就要来抬这个杠,怕不怕。

不过我们先换个方式问吧,这个问题太没意思了。火箭垂直发射,飞至距离地面1000公里的高度,整个过程保持垂直方向推力。问,火箭还会落到原地吗?

这个问题才有意思。火箭还真不是落到原地。火箭发射之后,火箭的高度是Δh,地球半径是R的话,那么火箭的环绕地球角速度就是ω火箭=v/(R+Δh),但是发射台位置的角速度ω地面=v/R。这俩速度v可是一样的,所以ω火箭小于ω地面。也就是说,火箭会落到西边,也就是向后。现实中的火箭需要调整方向,往东飞,利用地球自转的速度。

你看,这个Δh越小,这俩角速度就差不多。所以直升机的高度对于地球半径R来说太小了,即使不考虑空气阻力,也基本上是落到原地的。基本上哦,还有有差距的。看我这个杠抬的怎么样。

好了,不要被误导了,现实中我们常见的例子,直升机悬停不会让你移动太大的地方的,因为还有空气呢。只要你跳的不是很高,那么还是会在原地落下的。否则坐高铁就要小心了,在一号车厢跳一下就到餐车了么?不会吧,所以跳的低了没关系,还会落到原地的。


蛋科夫斯基


如果地球一直在自转,那用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后基本上会降落在竖直方向上直升飞机在地面的投影点上,即使有偏差,也是非常小。同时要说明一下,之所以说今本上上,是在不考虑风的因素,如果非要抬杠,在五级以上风的影响下,落脚点肯定不可控,如果是龙卷风,那就是不是往下落了,你的考虑这个人往上飞的角度。

刚才也看了很多朋友的回答,其实大家的结论都是对的,就是在不考虑风的影响的情况,都是基本降落到飞机竖直投影点上,但是很多解释不对。下面我就用最简单明白的物理定律说明一下。要弄明白这个问题,必须的介绍两个基本的物理公式或定理。

第一个就是角动量的定义及公式:

角动量在物理学中是与物体到原点的位移和动量相关的物理量。在经典力学中可被定义为物体到原点的位移(矢径)和其动量的叉积: [2]

其中,r表示以质点到旋转中心(轴心)的距离(标量值可以理解为半径的大小),方向由原点指向物体位置的矢量(即矢径),L 表示角动量,v表示线速度,P表示动量,I表示转动惯量,ω表示角速度(矢量)。角动量是矢量,且是轴矢量。

第二个就是角动量守恒定律,对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变。角动量守恒定律是物理学的普遍定律之一,反映质点和质点系围绕一点或一轴运动的普遍规律。

现在我们来看题主的问题,当那用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后会降落会在不同地点吗?我们不用管具体的过程,我们发现这个人无论从悬挂状态,下落状态以及落地后的状态,在不考虑风的影响下,他只收到地球的引力或受到地球引力及引力大小相等,方向相反悬挂力、地面支撑力,而这些力都是通过地心的,即

用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后会降落这整个过程都满足角动量守恒定理的条件:质点所受的合外力矩为零的条件

那么我可以直接用角动量定理可得:

m*ω1*r^2=m*ω2*(r+h)^2

同时我们知道地球的半径r=6375千米,直升机能悬停的高度h远远小于地球半径r,所以我们得出:ω1≒ω2

注:≒为近似等于,ω1为人在地面时相对于地心的旋转角速度,ω2为人在悬挂时相对于地心的旋转角速度。

根据上面的分析我们可以知道,在不考虑风的影响的情况,都是基本降落到飞机竖直投影点上,但是能落在这一点上,并不是因为地球万有引力的作用,而是因为在整个过程中这个人相对于地心的角动量守恒,而又因为地球半径太大,导致从悬挂到落地,他的旋转角速度变化微乎其微。就是没有地球的万有引力,他从上面降落下来,也会是在飞机竖直投影点上。

最后说明一下,我在文章中以前说“飞机竖直投影点上”而不用题主的原点,因为题主在问题中没有说明原点的参照,我只能用飞机悬停点来做参考,定出人的降落点。比如飞机从飞机场起飞,然后飞了五公里,再把人吊起,那么“原点”是指人站的点,还是飞机起飞的“原点”,为了避免抬杠,文章中一律用“飞机竖直投影点上”。

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白说世界


直升机悬停就是相对于地面保持一定高度静止,那么不论是它还是它吊起来的一个人,相对于地面的位置始终没变,降落后也还是降落在原来的地方。



地球虽然在自转,但是这个自转是有前提的,地球是相对于太阳或者其它行星在自转。地球相对于我们来说并没有自转。因为我们和地球在一块运动,具有和地球一样的角速度,所以地球和我们之间的相对运动速度是0,即我们和地球保持相对静止。当然了,地球上所有的物体都是相对于地球静止的。所以,我们在地球上的运动根本不用考虑地球自转,只用考量我们和地球之间的相对速度就行。故而,直升机悬停在空中,并不会因为地球的自转而改变位置。



就像我们坐在一列时速300km/h的高铁上垂直往上跳一下一样,我们仍然会落在原地,没有半分移动。并不会因为高铁速度高,我们跳一次就往后移动一下。

而很多人之所以经常会为地球自转感到困惑,就是因为对参考系、和相对速度的理解还不够深。


科学探秘频道


或许上过小学的人都知道不会降落到不同的点,甚至没有上过学的都知道,凭借我们在现实生活中的直觉呢能够感觉到,比如说你跳起来2秒钟(虽然时间很短,多理论上和问题是一样的)再落下,你会不会落在原地呢?

傻子都知道会!

但为什么还会有问题种的疑问呢?很简单,问题中所说的直升机吊起来故意想给人造成一种错觉:人和地球脱离了,不是一个整体!

再想想你在匀速形式的火车上,你跳起来会不会直接到下一节车厢呢?地球不就相当于火车在运动嘛,只不过是大小快慢的问题!

不过如果非要非常严谨地回答问题,确实会降落在不同的地点,但这种“不同的地点”不是我们理解的明显的位置移动(比如说从一个国家到另外一个国家),而是指移动的距离非常非常短,我们根本感觉不到,也可以忽略不计!

为什么会落在不同的地点?因为角速度不同,直升机的角速度略小于地球的角速度!

而现实中谁会考虑那一点点的不同呢?就如同科学家在发射火箭时不会考虑速度造成的时间膨胀和尺缩效应一样,因为火箭速度太低了,对时间和空间的影响可以忽略不计,如果非要考虑这种影响,反而是自寻烦恼!


宇宙探索


可能你没注意到这样的事实,地球及其外围的大气层实际上是一个整体物(“固体”),地球的引力会带着地球圈的所有物体同步运转,不论你是在空中还是地面,只要你不作水平移动,永远都悬停在地面投影点的正上方。

如果不是这样,飞机就没有存在的必要了。比如你想去米国,你就使劲跳吧,等着地球旋转,到了目的地再自由落体,岂不省事?

也是敢想😂

北京至纽约的航线图。老老实实买票登机吧,地球上永远都不会有你“幻想”的福利。





😊😊😊


远方的视像


您得先明白啥叫直升机的悬停。

所谓悬停,指的就是要尽可能的相对地面保持静止,不能前后左右动得太多,这样的状态才叫悬停,否则那就不叫作悬停。而是飞行或者漂移或者随便什么别的称呼。

图示:直升机最大的用处之一就是它能悬停在空中,相对地面保持静止不动,这让直升机在救援中,非常有用。


地球在自转。而直升机也罢人也罢,都属于地球的一部分,都在同时跟随地球自转。


地球上的所有东西,都在跟随着地球发生着自转包括地球上的大气也同样如此。所以,不要认为离开地面就能简单地脱离地球的自转,这种想法的错误,只需要知道什么是风,就应该醒悟了。


因为地球上所有物质都拥有相同的自转速度,所以我们也就无法感知到地球的自转,因为相对速度是零。这就类似于在一辆平稳行驶的汽车中,你无法知道它的速度到底有多快,除非你望向窗外,找到参照物来进行估算。


如果地球的固体部分突然刹车,那将是一场毁天灭地的灾难。因为,地球的自转速度高达每秒444米,大约为每小时1600公里,当前地球上的大气的绝对速度大约是在该速度的基础上略有增减,因此才形成了风。但如果地球的固体部分突然刹车,那就意味着地球上将挂起一场恐怖的超音速风灾。要知道在风力分级中,超过每小时100公里的风,就已经是暴风,可以把大树连根拔起,更不用说时速高达1600公里的风了,地面将一下被抹平,变得像一颗被打磨过的玻璃球,不要说人工建筑,就算崇山峻岭是否还能保持都得打一个大大的问号呢。


地球自转动力的来源

虽然,太阳系中的行星都在自转,但是地球的自转速度相对来说是很快的。比如,水星需要59个地球日才会自转一圈,而金星则需要243个地球日才自转一次。可是地球却在短短的24小时里就自转一次。


目前,天文学家们认为,行星的自转源于最初形成行星时,所遭受的各种碰撞。而地球很可能被一颗很大的行星撞击过,这次撞击极大的加速了地球的自转速度,并且还撞出了一颗卫星——月亮。可以想象,这次撞击是多么的惨烈。

图示:大撞击假说(Giant-impact hypothesis),解释月亮的形成和地球的高自转速度和地球上的元素来源。



裸猿的故事


如果这样可以的话,我们就坐在直升飞机上悬停在空中不动,等到12个小时后,我们再降落到地面上岂不是来到地球的另一边了么?很显然这是不可能的事情。

图示:地球的自转

虽然我们都知道地球是在不停转动的,而且转动的速度非常的快,在赤道地区地球大约每24小时就要转动40000公里,也就是每小时转动1667公里。那么有朋友就会突发奇想,假如我们离开地面悬停在空中,地球在转动而我们却不动,那么1小时候我们不就落到1667公里之外了吗?

然而,在天空中悬停的直升飞机真的是不动的吗?不是的,由于物体具有惯性的原因,直升机在空中悬停的时候,它和地球具具有相同的运动速度。因此直升机在空中悬停一段时间后,再垂直降落的话,还是会降落到原来的地点的。

再打个比方,大家有没有尝试在匀速行驶高铁中跳起来呢?跳起来之后是落到了原地还是落到了车厢后面呢?跳过的朋友都知道,肯定还是落在原地的。因为车厢里的人由于惯性的原因是保持着和高铁相同人速度的。

我们在地球上是和地球一起高速运动的。但是我们却感觉不到地球的转动。这是因为我们和地球的相对速度是零。如果地球突然停止转动的话,我们就会对地球的转动速度有深切的感受了。地球突然停止转动,就像突然来了一个急刹车,我们可就要以每秒钟462米的速度沿着地球自转的方向飞出去了。

所以,地球在自转,旋转天空中的直升机由于惯性的原因也保持着和地球自转相同的速度,因此不论悬停多久,直升机垂直降落还是会降落回原点的。


兔斯基聊科学


这就要看你是选取什么作为位置的参考系了。

首先什么是参考系?百度百科解释是:参照系,又称参照物,物理学名词,指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系。参考系的选择是任意的,但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。通俗来讲就是一句话,你判断你的运动状态的时候,选取谁来作为比较。

直升机悬停的视频网络大把,你有看到他们的位置发生移动吗?直观看过去是没有移动,是因为我们的思维将大地作为参考。直升机这个时候是没有移动的。但是如果我以天上沿着固定航线飞行的客机作为参照物,这就很明显看到直升机位置发生了变化。发散开来,如果我们以太阳作为参考系呢?以金星作为参考系呢?答案又是不一样了。

所以, 用直升机吊起一个人悬停在天空一段时间后会降落会在不同地点?这就要看你是选取什么作为位置的参考系了。


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