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科普:直升机悬停12小时后,为何不会到达地球另一边?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

科普:直升机悬停12小时后,为何不会到达地球另一边?

引用
网易
1.
https://www.163.com/dy/article/JK6UP1PK055660XF.html

在中学地理课堂上,我们学过地球自转的基本知识。但你是否想过这样一个问题:如果将一架直升机悬停在空中12小时,它是否会因为地球自转而到达地球的另一边?这个问题看似荒谬,实则蕴含着深刻的物理学原理。

地球自转的基本知识

地球自转是指地球绕着地轴由西向东旋转的现象,这一现象最早在古希腊时代就被提出,但直到16世纪才被证实。

地球自转的轴线在空间中是倾斜的,与黄道面形成一个夹角,这个夹角被称为"黄赤交角"。黄赤交角的存在导致了极昼极夜现象,带来了太阳直射点的季节变化,进而产生了昼夜长短和四季的变迁。

地球自转的速度可以用角速度和线速度来衡量。角速度指的是地球走过一度需要的时间,线速度则是指地球赤道上的某一点在一秒内所经过的长度,大约为427米。


惯性定律的解释

按照常理推断,如果地球可以自转,那么悬空的直升机应该可以不费吹灰之力到达地球的另一边。但实际情况并非如此,背后的物理学原理就是惯性。

惯性定律,又称"牛顿第一运动定律",指出任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。在直升机的例子中,当它升到空中后,其受力状况没有根本性变化。从垂直方向看,直升机上升的动力和地球重力相互抵消;从水平方向看,也没有其他外力改变其运动状态。因此,直升机会保持原有的惯性动作,即以427米/秒的速度移动,相对于地面观察者来说,这种移动会产生静止的错觉。


生活中有很多例子可以说明这一点。例如,让跳高运动员跳到空中,虽然在空中停留时间较长,但落地时并不会因为地球自转而偏离原位。

如果没有惯性定律,人类的生活将变得非常不便。一个社会最重要的就是稳定,如果连身体和物体的稳定性都无法保证,基本生活将寸步难行。

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