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地球在自轉:直升機空中懸停12小時後,就會出現地球另一邊嗎?

地球在自轉,而且速度還不小,那麼從理論上來看,只要直升機一直懸停著,那麼它將會正在次經度對應的圓周上任何地方出現,只要等目的地到來,直接降落下去就行!但現實中卻不能以這種模式環遊地球。

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地球自轉速度有多快?

地球自轉是傅科發現的,他巧妙的用傅科擺監測出了地球的自轉,當然時間多久其實不用計算了,畢竟太陽東昇西落的時間計個時就行,根據地球周長,大約24小時轉一圈,那麼就可以計算出地球自轉的線速度了!

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這個速度還挺快,在赤道地區時速度高達465米/秒,空氣中的音速在1個標準大氣壓和15℃的條件下約為340米/秒。所以地球赤道自轉線速度超過了音速將近1。4倍,這個速度極為可觀!自從協和客機退役後,就再也沒有客機超過音速了!而且除了F22以及J20外,少有戰鬥機可以長時間維持音速飛行,所以這個音速仍然是高山仰止般的存在!

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當然地球上也不是處處速度那麼高,兩極點上速度0,速度按餘弦分佈,比如在南北緯度30度左右地方時將降低為402米/秒,南北緯度45度時為:328米/秒,60度時為232。5米/秒,77。5度時為100米/秒!

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所以很多朋友經常假設性的問一個問題,如果地球突然停止自轉會怎麼樣?其實這後果還挺嚴重的,因為地表物體都在以每秒從465米/秒到0的速度運動中,一旦停止,赤道地區的所有物體,包括地面都會飛起來,當然這個速度還不會飛離地球!另外一個嚴重後果是地殼會和地幔分離,火山噴發和地震即刻發生,到那時基本上就是地球毀滅了,站在北極點上不動也逃不過這場審判!

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為什麼懸停著無法到達地球另一端

地球自轉那麼快,直升機只要飛到高處懸停,過段時間降落下去就到達目的地,這看起來非常完美!但我們必須要理解一點的是,地球上所有物質,包括大氣與水等都在地球自轉運動下幾乎同步運動,所以從地面上起飛後懸停的直升機其實和地面相對是靜止的,因為它和地面在同步自轉運動!

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就像我們乘坐的高鐵,速度可達300千米/小時,大約是83米/秒,一節高鐵車廂大約在24。5米至27米之間(不同型號有一些差異),人跳起來大約能在空中停留0。8秒(喬丹的資料,普通人估計0。5S到頂了),假如按人跳起來後車在運動,人不運動,那麼這0。8秒可以運動66米,也就是2。5節車廂!

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但是誰都沒看到在高鐵上跳一下之後人就跑到2節半後車廂了,肯定是穩穩的落在原地,因為和和車廂之間是相對靜止的!很多朋友認為這人跳的也太短了,停個半小時,肯定會移動的,其實如果允許的話,可以在高鐵車廂放飛一架無人機,然後讓它懸停看看,半小時後會不會在原地,除了氣流會影響它以外,它肯定是不會跑到別地去的。

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所以想要直升機在大氣層中保持靜止,那麼首先就要讓飛機從和地球運動的高速中靜止下來,怎麼操作呢?很簡單,只要朝著地球自轉方向飛,假如在赤道的話就是465米/秒,這個要求可不是一般的高,這麼說吧,全世界的戰鬥機,能以這個速度長時間巡航的也屈指可數,超音速巡航和超音速戰鬥機是兩回事,超音速巡航難度極高!

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直升機飛行速度大約250千米/小時,摺合大約69米/秒,直升機能跟上地球自轉線速度的緯度是多少呢?大概緯度在80~81度的位置,早就在北極或者南極圈內!這裡,直升機自西向東飛250千米/小時,大約就是所謂的懸停!

環遊地球最省能源的方式

很顯然這種方式其實就是現代飛行器出行的方式,無論到哪裡都無法懸停達到目的,而是要切切實實的飛行,那麼假如要環繞地球一圈,那種方式最快而且最節省燃料呢?

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麥哲倫環球航行顯然不行,太消耗時間了,衛星繞一圈幾乎零消耗,但得花老多燃料先送它上天,所以這顯然不是最節省能源的方式!

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有一種幾乎不消耗能源的環球航行,利用西風帶和氦氣球,因為在只要上升到8000-10000米,就會有一股穩定的環球氣流,速度大約300千米/小時,這跟高鐵時速差不多,二戰時期日本就利用西風帶將氣球飄過太平洋轟炸美國,儘管這漫無目的,但造成的山火也確實讓美國惱火不已!

地球在自轉:直升機空中懸停12小時後,就會出現地球另一邊嗎?

這個西風帶大約位於南、北半球的緯度35°~65°之間,範圍很寬,隨便找個地方,控制下高度即可到達此處,氦氣球又無需補充,因此幾乎可以零消耗環遊全球!