地球每天都在不停地運動,假如一架直升機懸停在半空中,半個小時再降落在地面上,它會怎麼樣?


首先直接給出回答,它半個小時之後還會降落在原地。(這裡要忽略並非由於地球自轉帶來的諸如刮颱風啊,大氣紊流啊啥的影響,如果要考慮這些影響的話,按這個問題沒法回答了)

怎麼理解?

打個比方,以你自己為參考對象,比如現在你從地面垂直起跳,按照問題所述,地球在不停轉動,那麼你落下是不是就應該落到別的地方了?

當然不是,正常來說,只要你確定是垂直起跳,那麼不管你在空中停留了多久,你還是會落到你的起跳點。

這個答案的原因很簡單——慣性。地球的旋轉不是變轉速的,而是勻速的,勻速旋轉的地球上的你,由於地心引力(也就是重力),是作為地球的一部分跟著他勻速轉動的,也就是說,你站著不動,你的旋轉速度和你所站位置的地區旋轉速度是一致的,就算你跳起來,離開了地面,因為慣性,因為地心引力的存在,你依然會跟著地球一起轉動,要想不跟著地球一起轉,你只有脫離地心引力——這也就是衛星和宇宙航天器的基本原理。

如果你只是一台大氣層內的航空器的話,還是老老實實接受地心引力的制裁吧。


這樣大同小異的問題在頭條問答里出現過好幾次,以前我也回答過,下面我再回答一次。

地球在快速不停地自轉,每秒大約500米左右,地球大氣也同樣速度在轉,直升機雖然在空中懸停了半個小時,但在地球引力下,一樣同地球自轉的速度在前進,直升機和地球是同步的,地面上的人看直升機是靜止不同的,不管過多少時間,直升機回到地面,還是在原來的位子。這個問題好比你在時速360公里的列車上,你用力一跳,落下來還是在原來地方。除非直升機脫離地球引力,再落下來,那就不在原來的位子了。直升機變成人造衛星了,前提是要有大功力的火箭才能脫離地球引力,否則都逃不出地球引力的魔撐。


基本落回原地。

選擇參照系,如果我在自動扶梯上靜止不動,我相對扶梯靜止的,但是相對於地面是運動的。同樣的,,雖然直升機懸停時是相對地面靜止,但地球的引力讓兩者處於同一個參照系中。對於宇宙中的其他星球而言,直升機是以地球同速在運動。所以半小時後直升機基本是落回原地。

再以較大物體如月球來說。地月系統是一個相對比較穩定的行星衛星系統。因為月球還會受到太陽,及其他行星的引力作用,所以軌道會有一些體現。我們暫且忽略,認為月球只是在相對地球運轉,地球會帶著月球繞太陽系公轉,月球在太陽系裡相對太陽的運行軌跡就複雜些,同時太陽會帶著太陽系繞著銀河系的中心公轉,但月球在地月系的運行軌跡依然是簡單的。


由於地球直徑太大,直升機相對於地球的距離太近,所以這種相對運動誤差幾乎可以忽略不記,而且地球的引力也會造成直升機和地球的相向運動,因此如果不考慮風向因素,直升機會降落原地。


直升機與地面的距離很近,所以幾乎是在原地降落,

這是簡單的說法,其實中間還有科氏力和風以及參照物的影響,但理論上幾乎在原地,

如果是飛機,在空中,從A到B的是間和從B到A的時間會不同,

科氏力和風以及參照物的影響,但理論上時間會不一樣,


在往上,太陽和地球,這時地球自轉就很明顯了。

注。科里奧利力是對旋轉體系中進行直線運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述


不考慮風速還落回原地。著陸後飛機體重減輕了,




那當然還在原地啊,這和刻舟求劍的道理可不一樣,直升機相對與地球的質量可以忽略不計,懸停的高度距離地球也不夠遠,根本脫離不了地球的引力範圍。



公式中G是萬有引力常量,假設m1和m2分別是地球和直升機的質量,r是兩個物體質心的相對距離,直升機升限也就3000米左右,而地球半徑有6200千米左右,是近似1:2000的關係,所以直升機懸停就跟停在地面上幾乎一樣。


還會降落學原地方!因為有地球的吸引力會把飛機牽扯住的!



廣義的地球不僅僅是地球,還包括了受地球引力影響而隨地球一同自轉的空間。毫無疑問,直升飛機就處在這個空間里。如果直升機懸停,排除大氣流動的影響,直升機和地球之間沒有相對運動。


還是在原地,最多誤差幾厘米,24小時轉一次,地區的體積,在計算出當時內部面積,積分計算公式,當時有人算過,估計辦小時地面的移動不會超過一厘米加上飛機起落誤差,就幾厘米誤差。


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