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地球自轉會影響飛機飛行嗎?從西向東和從東向西飛,哪個耗時更短


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更新日期:2022323
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為什麼地球自轉對從東向西或從西向東飛行的時間沒有影響?

地球的自轉是否會影響從東到西駕車所需的時間,或者影響從西到東駕車所需的時間?從東到西穿過臥室和從西到東花的時間是不是不一樣?

(圖源:手機新浪網 圖解:地球自西向東自轉)

為什麼你認為地球自轉會影響飛機的飛行距離?赤道上,一架停在跑道上的飛機以每小時1600公裏的速度向東移動,而它下方的地面也以相同的速度移動。若非如此,地面就會以極快的速度向後移動。當飛機起飛並開始飛行,它仍然有每小時1600公裏的初速度,就像地面一樣。

(圖源:無限飛行亞洲站 圖解:飛機起飛時已經帶有地球自轉的速度)

如果你認為這個每小時1600公裏的初速度消失了,你認為是什麼力量影響了它?牛頓第一運動定律告訴我們:“……運動中的物體以勻速向同一方向運動,除非它受到不平衡的力的作用。”為了讓這個運動消失,需要一個力。

如果有這種力量,你在空中跳一秒鐘,它會對你起作用嗎?如果你在空中跳躍並停頓一秒鐘,這個力消除了你在移動的地面上保持靜止時每小時1600公裏的速度,那你會在距起跳點約450米的地方著陸。這種事顯然不會發生。

如果一股來自地面的力量在你想要靜止不動時讓你以每秒450米的速度向前移動,這股力量豈不是會對你的腳底施加巨大的壓力?

地球是旋轉的。地球周圍的大氣與地球一起旋轉。地面、水中和空中的一切都隨著地球以相同的速度旋轉。

amocity
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能影響東西相對於西東飛行時間的是由科裏奧利效應引起的盛行風,而科裏奧利效應又因地球自轉產生。在某些緯度上盛行風向西,而在另一些緯度上盛行風向東。

(圖源:百度文庫 圖解:地球上的風帶)

既然地球在自轉,那麼飛機從東到西或從西到東飛行花費的時間相近? 它不應該在其中一個方向上更快嗎?

當我還是個孩子的時候,我坐在車裏,車以每小時100公裏的速度在高速公路上行駛。這輛車裏有一只蒼蠅。

我問媽媽:“蒼蠅怎麼能飛這麼快?”媽媽回答:“蒼蠅的飛行速度不如我們開車快,但車內的空氣在推著蒼蠅前進。”

這和天空中的飛機是一樣的。當地球旋轉時,飛機在與地球一起移動的空氣中飛行。但在這裏它變得更加複雜:

風的方向並不總是與地球自轉方向相同。在長距離飛行時,也可能利用風力來提高飛機速度。但只有在特定的區域時才能做到這一點。例如,信風位於赤道附近,從東向西吹。因此,沿赤道飛行的飛機從東向西的速度要比從西向東的速度快。當一架飛機在西風帶中飛行時,從西向東的速度會更快。

(圖源:sohu 圖解:飛機在空中飛行)

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與其他人所說的相反,向東飛行比向西飛行需要更長的時間。

造成這一現象的原因叫做科裏奧利效應,它只適用於旋轉參照系。

(圖源:cnstedu 圖解:科裏奧利力)

這就是為什麼開車和扔球,或者在航行中步行的例子不適用於空中飛行的原因。它們都不是旋轉的參考體。

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大氣中的空氣確實是與地球同步旋轉的,這就是航行速度沒有不同的原因,但它與旅行的長度沒有關系。

如果不考慮急流之類的因素,假設你在一個完全靜止的氣團中飛行,如果飛行員以相同的速度飛行,那麼從紐約飛到洛杉磯的耗時會比從洛杉磯飛回紐約的時間短。但地面速度會與空中速度有所不同。

當你從紐約向西飛行時,由於地球的自轉,洛杉磯會離你越來越近,反之亦然。當你前往紐約市時,洛杉磯在不斷遠離你。

你沒有注意到的因素是飛行員有自己的時間表和飛行計劃。如果單程需要4個小時,他們會調整飛機的速度,讓他們在4小時內到達目的地。這樣做是因為登機口必須空著等待你,空中交通管制要求飛機在某個時間必須到達,還必須考慮其他航班……等等。

在現實世界中,加上移動的氣團和急流的影響,北美上空有時可以使向東飛行更快(或更省油),科裏奧利效應的影響在飛機噪音中消失了,但它仍然真實地存在著。

事實上,狙擊手在用長槍進行射擊時同樣要考慮到這一點。當狙擊手向北、東、南或西射擊時,必須考慮到這個事實:子彈在空中的幾秒鐘內,由於地球的自轉,目標會移動幾英尺。幾英尺不算多,但如果你不把它考慮進去,它足以讓你錯過目標。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. K君- forbes

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