直升機(jī)懸停在空中不動,24小時(shí)之后就能繞地球一圈?
其實(shí)這種問題牽扯到物理學(xué)上的慣性和相對運(yùn)動,初中物理學(xué)知識就足以解答這種問題。只不過由于我們生活在地球某個(gè)狹小的范圍內(nèi),所以很容易產(chǎn)生錯(cuò)覺,從而下意識地依靠我們的直覺做出判斷。
我們都知道地球一直在旋轉(zhuǎn),所以理論上如果讓一架直升機(jī)懸停在空中不動,就相當(dāng)于直升機(jī)在環(huán)繞地球運(yùn)動,一天之后就能繞行地球一圈了。
這種想法很美好,但事實(shí)上并不是這樣的。否則的話,只要把直升機(jī)升到空中,原地不動就可以做環(huán)球旅行了,哪有這好事?
問題的關(guān)鍵就在于:直升機(jī)如何懸停在空中不動?
如果直升機(jī)不太好理解的話,可以用汽車?yán)锏哪硞€(gè)蚊子來類比。在一輛勻速行駛的汽車?yán)?,有一只蚊子飛起來,蚊子的狀態(tài)是懸停在空中嗎?
看起來蚊子好像確實(shí)懸空了,事實(shí)上由于慣性蚊子一直在跟著汽車?yán)锏目諝庖黄鸩粩嗫癖?,這種情況下,不管蚊子懸停多長時(shí)間,它相對汽車的位置也不會發(fā)生任何變化。
如果我們把汽車和蚊子不斷放大,汽車就相當(dāng)于地球,而蚊子就相當(dāng)于直升機(jī)。直升機(jī)看似懸空了,其實(shí)在隨著地球上的空氣一起轉(zhuǎn)動,相對地球保持靜止,位置不會有變化。
用物理學(xué)術(shù)語來講,勻速行駛的汽車和勻速轉(zhuǎn)動的地球都是慣性坐標(biāo)系。對于汽車來講,地球就是絕對坐標(biāo)系。對于地球來講,太陽就是絕對坐標(biāo)系。
當(dāng)我們站在地面上觀察汽車?yán)锏奈米訒r(shí),蚊子的狀態(tài)就不是懸空。同樣的道理,當(dāng)我們站在太陽上觀察直升機(jī)時(shí),直升機(jī)也不是懸空靜止不動。
事實(shí)上很多人對直升機(jī)的懸空靜止不動應(yīng)該是這樣的,有一個(gè)巨大的吊車位于宇宙太空的某個(gè)地方,先不用管吊車到底該如何存在。這個(gè)吊車把直升機(jī)吊起來,地球自己在旋轉(zhuǎn),而直升機(jī)相對地心保持靜止,這才是真正的懸停,只有這樣直升機(jī)才能在24小時(shí)候的時(shí)間里繞地球一周。
這種狀態(tài)看起來很美好,其實(shí)會給直升機(jī)帶來災(zāi)難性后果。
我們都見過高速旋轉(zhuǎn)的砂輪,砂輪與金屬摩擦?xí)r會濺出火花,足以看出摩擦力有多大了。而用巨大吊車吊起來的直升機(jī)就相當(dāng)于不斷與地球這個(gè)巨大的“砂輪”摩擦,地球上面的空氣會與直升機(jī)產(chǎn)生巨大的摩擦效果。
如果直升機(jī)位于赤道上空,直升機(jī)與空氣的相對速度可以達(dá)到每秒465米,也就是時(shí)速1700公里。這個(gè)速度比地球上最猛烈的臺風(fēng)還要快得多,摧毀直升機(jī)簡直是小兒科。
看到這里,或許你應(yīng)該明白了,如何讓直升機(jī)實(shí)現(xiàn)上面的懸空效果呢?
由于慣性作用,直升機(jī)一直以時(shí)速1700的速度隨著地球一起運(yùn)動。所以只有一個(gè)辦法,讓直升機(jī)朝著地球運(yùn)動的反方向飛行,時(shí)速為1700公里,這樣直升機(jī)的速度正好與地球的運(yùn)動速度相抵消,從而達(dá)到懸停的效果。
這不就是我們平時(shí)所說的環(huán)球旅行嗎?只不過速度太快罷了,但方式是一樣的,我們平時(shí)乘坐飛機(jī)進(jìn)行的環(huán)球旅行速度不會這么快。
事實(shí)上也確實(shí)如此,地球上的物體,包括空氣本身,都是隨著地球一起轉(zhuǎn)動的,所以想要做到懸空,必須反向運(yùn)動抵消地球的轉(zhuǎn)動速度。
繼續(xù)深究這個(gè)問題,問題的關(guān)鍵就在于“懸?!?,相對誰“懸?!辈粍??也就是說必須有一個(gè)參照物才行。
所謂的懸停不動,就是靜止,無論是靜止還是運(yùn)動,必須有一個(gè)參照物才有意義。所以問題就演變?yōu)椋褐鄙龣C(jī)到底想相對誰靜止不動?
相對地球靜止不動?直升機(jī)一直在這樣做,我們看到直升機(jī)升到半空中所謂的“懸空”其實(shí)也是相對地球靜止不動。
相對太陽靜止不動?這種情況就相當(dāng)于剛才所說的情況,用一個(gè)巨大的吊車把直升機(jī)吊起來,而這臺吊車就在太陽上。
相對太陽靜止不動?那么我們就需要把這臺巨大的吊車放在銀河系中心,此時(shí)直升機(jī)相對地球的速度就是每秒220公里,因?yàn)榈厍驀@銀河系的速度就是每秒220公里。
所以,直升機(jī)到底想如何懸空不動?總不能說“我就是不動”吧?那就是耍無賴了!宇宙里沒有“絕對靜止”的東西。
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圖6是運(yùn)動員利用器械進(jìn)行訓(xùn)練的示意圖.其中橫桿AB可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動.OA:OB=4:5.系在橫桿A端的細(xì)繩通過滑輪懸掛著物體M.運(yùn)動員小強(qiáng)站在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)為1.1×104Pa.——青夏教育精英家教網(wǎng)——
明日之后懸賞任務(wù)如何自動完成?
籃球運(yùn)動簡介
網(wǎng)址: 直升機(jī)懸停在空中不動,24小時(shí)之后就能繞地球一圈? http://www.u1s5d6.cn/newsview898687.html
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