音速 地球在自轉(zhuǎn):直升機空中懸停12小時后,就會出現(xiàn)地球另一邊嗎?
地球在自轉(zhuǎn),而且速度還不小,那么從理論上來看,只要直升機一直懸停著,那么它將會正在次經(jīng)度對應(yīng)的圓周上任何地方出現(xiàn),只要等目的地到來,直接降落下去就行!但現(xiàn)實中卻不能以這種模式環(huán)游地球。
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地球自轉(zhuǎn)速度有多快?地球自轉(zhuǎn)是傅科發(fā)現(xiàn)的,他巧妙的用傅科擺監(jiān)測出了地球的自轉(zhuǎn),當(dāng)然時間多久其實不用計算了,畢竟太陽東升西落的時間計個時就行,根據(jù)地球周長,大約24小時轉(zhuǎn)一圈,那么就可以計算出地球自轉(zhuǎn)的線速度了!
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這個速度還挺快,在赤道地區(qū)時速度高達(dá)465米/秒,空氣中的音速在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和15℃的條件下約為340米/秒。所以地球赤道自轉(zhuǎn)線速度超過了音速將近1.4倍,這個速度極為可觀!自從協(xié)和客機退役后,就再也沒有客機超過音速了!而且除了F22以及J20外,少有戰(zhàn)斗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(dāng)然地球上也不是處處速度那么高,兩極點上速度0,速度按余弦分布,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(jīng)常假設(shè)性的問一個問題,如果地球突然停止自轉(zhuǎn)會怎么樣?其實這后果還挺嚴(yán)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(qū)的所有物體,包括地面都會飛起來,當(dāng)然這個速度還不會飛離地球!另外一個嚴(yán)重后果是地殼會和地幔分離,火山噴發(fā)和地震即刻發(fā)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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為什么懸停著無法到達(dá)地球另一端地球自轉(zhuǎn)那么快,直升機只要飛到高處懸停,過段時間降落下去就到達(dá)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(zhì),包括大氣與水等都在地球自轉(zhuǎn)運動下幾乎同步運動,所以從地面上起飛后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(zhuǎn)運動!
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就像我們乘坐的高鐵,速度可達(dá)300千米/小時,大約是83米/秒,一節(jié)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(喬丹的數(shù)據(jù),普通人估計0.5S到頂了),假如按人跳起來后車在運動,人不運動,那么這0.8秒可以運動66米,也就是2.5節(jié)車廂!
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但是誰都沒看到在高鐵上跳一下之后人就跑到2節(jié)半后車廂了,肯定是穩(wěn)穩(wěn)的落在原地,因為和和車廂之間是相對靜止的!很多朋友認(rèn)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,然后讓它懸停看看,半小時后會不會在原地,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,那么首先就要讓飛機從和地球運動的高速中靜止下來,怎么操作呢?很簡單,只要朝著地球自轉(zhuǎn)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,這么說吧,全世界的戰(zhàn)斗機,能以這個速度長時間巡航的也屈指可數(shù),超音速巡航和超音速戰(zhàn)斗機是兩回事,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,折合大約69米/秒,直升機能跟上地球自轉(zhuǎn)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(nèi)!這里,直升機自西向東飛250千米/小時,大約就是所謂的懸停!環(huán)游地球最省能源的方式很顯然這種方式其實就是現(xiàn)代飛行器出行的方式,無論到哪里都無法懸停達(dá)到目的,而是要切切實實的飛行,那么假如要環(huán)繞地球一圈,那種方式最快而且最節(jié)省燃料呢?
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