如果直升机在空中悬停24小时,会环绕地球一周吗?

01-30发布在栏目【经验】 已阅0

我打这么个比方吧,高铁速度为300km/h,换算过来是83m/s。你在高铁上跳起来1秒,落地的时候会不会被甩到后边第三节车厢去?不会!为啥?

因为牛顿第一定律啊!也叫做惯性定律。

也就是说,高铁以300km/h的速度行驶的时候,你也是以300km/h往前。当你跳起来的时候,惯性使得物体保持运动状态不变,只要没收到任何的外力干扰(比如你跳的时候被乘务员一锅铲拍出去)那你的就是和火车一样保持这300km/h的速度。所以,你落地时候还是原地。


地球也是一个样子,作为一个巨大的旋转体,在赤道那边旋转速度高达466m/s。更何况大气也是跟着地球转的,你直升机说白了也是跟着这么一个均速的惯性。起飞后,你对地的中轴永远都对着起飞那个点。当然,因为时间长,而且受到气流的影响。这时候得带入牛顿第二定律,也就是说,你可能会被风吹的有个加速度的影响。


我的意思是,你如果开着直升机在天上24小时,指不准你被风带来的加速度漂移方位。但这方位取决于风,而不是地球。也不可能24小时之后旋转地球一圈。

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毛泽东曾经说过,坐地日行八万里,巡天遥看一千河。那么反过来,把飞机坐到天上去,来遥看地球上的八万里,只需要飞机一在地球的赤道上方,,飞离地球|,一公尺,按照地球自转的速度向东飞。就大约能看到所需要的效果。如果把这个飞机送给也门胡塞武装,将要发生九月十四的同样的效果,这种飞机用现代技术不难制造出来吧。如果把这种飞机用来给农民打农药,速度也是相当快的。







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如果仅仅是想让直升机保持普通的悬停动作而达到环绕地球一周,这样的做法肯定是不行的。

看到这个题目让我想起小时候的一件趣事:那时候家里没有空调,夏天消暑全靠电风扇,感受着风扇带来的呼呼凉风,我突发奇想:如果哪天全世界都变成真空,我只需要带着电风扇就能活下来,因为扇叶一转,风就来了。

这件事可能和标题举的例子不是很类似,但有一点是相同的,那就是想法很天真,很无邪。

题主的想法可能很直接,因为地球再转啊,转一圈需要24小时,如果我把直升机悬空,岂不是只要悬空24小时,就能环绕地球一周了吗?

其实要解释这个原因很简单,地球在转同时,地表上的人、建筑等等大部分物体也都是跟着地球转的,如果直升机悬停在半空,那也仅仅是相对与地面静止,而不是相对于地轴。所以说,直升机如果不做其他飞行动作,那么最后也只能是原地降落。

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很明显的问题,看看同步卫星就知道了,道理也很简单。

自然界中的一切物体,大到天体,小到微观粒子,都在不停地运动之中,所以,运动是绝对的。但对运动的描述是相对的,是相对于所选的参照物而言。

判断一个物体是否运动以及运动情况如何,被选作标准地物体,叫做为参照物。一个物体相对于参照物的位置变化,我们就说它是运动的;相对参照物的位置不变 我们就说它是静止的。

直升机在空中悬停,就是在地面上看,直升机是静止的,意味着是以地面为参照物。直升机静止(悬停),就是相对地面的位置不变,又谈何绕地球一圈?

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先温习一下初中物理课本中重要的物理学定理——牛顿第一运动定律

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。

这句话的意思通俗的讲,如果一个物体现在是什么运动状态,那就会一直保持这种运动状态,除非有外力介入。

那么回到问题本身:

第一点,直升机是一种空气动力学飞行器,不是空气静力学飞行器(比如气球),也不是航天器,因此其飞行的范围必须在大气层以内,说白了必须要有空气这种介质的存在。世界上截至目前人类现有的直升机一般飞行高度在7000米以下。

第二点,直升机在7000米高度以内悬停在空中,那么也就是说相对于地面上任何一个点作为参照物,这架直升机保持静止状态,这种静止就是这架直升机的当前运动状态。

第三点,让这架直升机悬停24小时,如果不考虑风力因素的话,那么这架直升机必然还是相对于地面静止,这是毫无疑问的。

如果考虑到风力或者风向的影响,根据牛顿第一运动定律,那么直升机会发生一定程度的移动,不过以目前的风力而论,24小时也不会产生环绕地球一圈的漂移,最多几百米。别忘了,直升机作为飞行器本身具有一定的航向稳定性,受到突风扰动时,自身就有恢复到原来状态的恢复能力

所以,无论什么东西,只要在大气层内悬停,也无论是多少小时,都是待在原处不同,不可能环绕地球一圈,这是最基本的物理学常识。

这个问题呢就回答到这里吧。

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能!出了大气层,能看到地球转时再说话。

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噢,假如你能在地球上空放一个巨大的起重机,和地球一起绕太阳运转,但它本身又不和地球一起自转的话,你倒可以开着直升机飞上去,挂到它的挂钩上,这样就可以让直升机在空中悬停24小时,绕地球一周了,恭喜啊!

不过你得有所心理准备,因为你坐在直升机上,下面地球上的景物将以超音速(赤道及低中纬度地区)从你身下掠过,希望你不会被吓哭。另外,你把直升机挂到起重机挂钩上的时候得特别小心,因为它和你直升机的相对速度已经超过了音速,因此,鉴于直升机的空气动力学极限,你实际上是没有办法开着直升机挂到挂钩上的。

那么,就真的没有办法实现你这个脑洞乱开的愿望了吗?答案是否定的,你可以把直升机开到南极和北极的极点上空,悬停在那儿24小时,实际就相当于绕地球一周了,因为极点是绕着自己在转动的,勉强可算作你绕地球一周了吧。

怎么样?很简单吧,所以思考问题的时候,一定不要忘记站在相反的角度来考虑一下,也许一切就都迎刃而解了。

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你见过直升机以秒速三十公里(与地球的相对速度)在空中飞吗? 如果见过,你的问题就成立。

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不行,由于地球引力,它在空中悬停其实是和地球相对运动着的,没有摆脱引力,所以即便是悬停一年,还是在那个地方。

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如果直升机在空中悬停24小时会环绕地球一周吗?这个答案显而易见肯定不会。因为直升机在地面的时候,地球转动的时候已经带着直升机一起转动的,也就是说直升机未起飞前已经和地球转动的速度一样的,这个直升机实际已经有初始的速度,而直升机参照物选地面的话,那这个直升机处于静止状态。如果在空中悬停24小时,由于速度和地球一样的,所以如果不考虑风速风阻的话,那这个直升机相对于地面还是静止的。参照物如果选地球自转轴的话,那速度就是和地球的转速一样。这个也就是教科书上的牛顿第一定律。


还有差不多的案例就是时速350公里的高铁上,你如果往上跳起,掉下来的时候还是落回原地,并不会往前也不会往后。其实道理是一样的,高铁往前开的时候,事实上人在上面的速度和高铁一样加速到350公里时速了,所以速度一样,跳起来还是会落回原地。


第三个案例就是无人机悬停在电梯里面,然后启动电梯,无人机会悬停在电梯里面,还是会怎么样。事实上,电梯启动的后,往下开电梯,无人机会撞到电梯顶部,往上开电梯,无人机会掉电梯地板上。看了前面2个案例,其实大家也就明白了。无人机先启动后,电梯是静止的,然后启动电梯两者的速度不一样了。如果在电梯启动后,再启动地板上的无人机,那就两者一样速度运动,就不会出现这样的情况了。是不是有点挑战大家的想象力呢。

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