【地球的自转对飞机有影响吗,飞机飞行考虑地球自转吗】
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?。?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 。
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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 。