地球的自转对飞机有影响吗?

三毛万物探


问题的本质在于运动的相对性。地球的自转对飞机有影响,但是可以忽略。


1、自转的地球

地球不仅仅自转,还有公转,还有随着太阳系、随着银河系的运动。在不同的参考系中,具体的运动形式不一样。所以,运动是相对的。本问题中,我们已地球为参考系。

地球自转的时候,地球上所有的物体,都被带动一起随着地球的自转而运动,包括地球上的大气,这与飞机密切相关。下图中,黄色为大气,跟着地球一起自西向东旋转。

2、飞机飞行原理

无论是固定翼还是直升机,能够离开地面的原因在于翼型能够产生升力。当空气与机翼存在相对速度时,根据伯努利方程,形成向上的升力。

3、自转的影响

正如前面所说,地球自转,带动地球大气一起自转。因此,无风情况下,地球与大气是相对静止的。飞机的起飞飞行,运动都是相对于地球而言,这种情况下,地球自转对飞机没有任何影响。

但是,大气层是流体,飞机在大气层中飞行。流体的一个特点就是滞后性,或者说存在一个类似于阻尼的东西。底层大气密度大,转速就是地球的转速,外层大气密度小,转速要小于地球的转速,如下图。大气层的高度相对于地球半径较小,因此忽略角速度的影响。

这就表示,飞机飞的越高,自转对其影响也就越大。假设飞机以相对地面的速度V前进,由于高层大气有相对向后运动的趋势,那么实际上飞机相对于这个高度空气的速度要略大于V。速度越大,升力也就越大,飞机会越飞越高。实际上,不存在这种可能。飞机的速度都是由空速管实测而得,这个速度就是当时高度飞机相对于空气的速度。这个速度,要比地面略大。

4、总结

由于空气的滞后性,高层大气层随地球的速度小于地面,使得飞机的相对速度略大。


力学Nerd王小胖


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有人曾提出过这样一个问题,如果一架飞机飞到高空中,然后静止不动,那么过上一段时间后,它是在原地还是已经到达其他的地方?


如果站在外太空看地球,我们是可以明显的看出地球在自转,地球上的人和物体都在跟随着地球一起转,但我们处在地球上是感觉不到地球的转动,而且地球的转动速度还不低,赤道上的运行速度可达到每秒400多米,这个速度是非常快的,正是有如此的速度,一些人才误解认为,飞机停在赤道上不动,12小时后飞机也运行了两千多里,这不轻松就可以到达美国吗。

但事实上,这只是人类的一个幻想罢了,学过物理的朋友都知道,所谓的静止是相对的,没有绝对的静止。我们在太空中看地球是以太空为参照物,所以看到的地球是运动的,如果我们在地球上,参照物就是地球,这样看地球,地球就是静止的,所以飞机就算飞到高空静止不动,但这个时候地球也是相对静止的。



所以,地球的自转对飞机没有影响。不过,科学就是有最初的幻想,才有后来的实践,这就是科学的魅力,把人们脑子幻想的不可能实现的东西,慢慢的变为现实。

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三毛万物探


当然有影响,那就是飞机只能跟着地球自转。要摆脱地球自转,就必须用火箭。


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